三星堆青铜器“彩妆”是千年颜料还是后天锈蚀?四川“95后”博士后找到答案

2025-10-30 20:12:35来源:四川在线编辑:牛霄

四川在线记者 刘春华 视频剪辑 蒋健奇

10月29日,电子科技大学博士后张晓秋艳心情愉快地从福建省泉州市返回成都,在刚刚闭幕的第三届全国博士后创新创业大赛上,她带去的“穿透时空 文脉解码者——10μm级纯国产太赫兹无损层析技术重塑文物数字基因”项目夺得金奖。该项目聚焦太赫兹技术破解青铜器等复杂文物深层结构难题,以原创国产装备和自主知识产权,填补了国内外文物分层无损检测技术的空白。

太赫兹是电磁谱中一个频率范围,是介于微波和红外线之间的电磁辐射波段。它有超强的穿透力,但能量相对较低,对物体不造成任何伤害,因此又被称为“安全光”。目前,在安防、通信等领域都有重要应用。

“我们开创性地把太赫兹技术引用到文物检测中,不接触文物就可看清文物。解决了现代考古中对文物看不透、看不准的行业痛点。”张晓秋艳举例,如果文物是一个洋葱,那么它每一层都有信息,但我们不能像剥洋葱一样把文物层层剥离。而通过太赫兹技术,不用接触文物,只需要通过扫描,就可以看清文物每一层的情况。这样既可以保护文物,又能实现对文物历史工艺溯源和内部结构揭秘,实证中华文明的进程。

比赛现场

因何研究?

关于三星堆青铜器的一次发问

如何会想到将太赫兹技术应用到文物保护领域?“这源于三星堆文物修复专家、大国工匠郭汉中老师的疑问。”张晓秋艳介绍,她在一次工作中遇见了郭汉中。交流中,郭汉中表达了对三星堆出土文物的疑问:三星堆青铜器表层色彩到底是千年前的颜料,还是后天的锈蚀?当时,还没有任何检测手段能在不破坏文物的前提下回答这个问题。

这让张晓秋艳想起了几年前与浙江大学一位考古学博士的探讨,后者问她,“能否用太赫兹看透文物多层物质信息?”多年来跟随“中国太赫兹之父”刘盛纲院士学习,张晓秋艳对太赫兹技术应用到文物考古领域有着充足信心。她组建起一个文理交叉、产学融合的复合型研究团队,团队成员分工明确,有人专注于太赫兹核心技术研发与工程化应用,有人负责考古场景拓展与文化语境研究。技术与考古的双向奔赴由此开启。

张晓秋艳在比赛现场

在电子科技大学太赫兹科学研究中心负责人胡旻教授带领下,张晓秋艳团队经过艰苦的技术攻关,研制出全球首台国产化三维太赫兹多模态融合的层析成像系统。该系统不仅实现了纯国产化突破,更将检测精度提升至10μm,相当于头发丝直径的十分之一。团队还自建了30余种古代颜料和腐蚀产物谱库,配合传递函数算法,鉴定文物成分、重建断面结构,打破了国外技术设备的垄断。

科研成果好不好,实际用一用才知道。在电子科技大学的实验室,太赫兹波穿透三星堆青铜器的斑驳锈迹,为其表层是颜料还是锈蚀的疑问找到答案。“经过太赫兹指纹谱分析,确认附着在青铜器表面的锈蚀成分为铅锡黄。这意味着我们不仅为三星堆文明领先世界的工艺水平找到了关键证据,还可以还原三千年前青铜器‘金光璀璨、纹饰瑰丽’的真容。”张晓秋艳说,这一发现极大地鼓舞了团队的科研信心。

未来发展?

让科技走出实验室 重塑文物生命基因

不止三星堆,新疆克孜尔石窟的壁画保护需求,让太赫兹多模态融合的层析成像系统走出实验室,在文物无损检测的实践中积累数据、优化算法。克孜尔石窟所在区域古称龟兹, 是古丝绸之路北道上的重要绿洲城邦,是古代西域文明交融的核心地带之一。在千年的时光流淌中,克孜尔石窟中的壁画因风化、烟熏等破坏,当年的真实模样已隐入了历史尘埃。

张晓秋艳带领团队,携带设备在克孜尔石窟工作了8个月,用太赫兹时域信号一点点还原壁画底层轮廓,通过指纹谱匹配颜料成分,让古丝绸之路上令人惊叹的艺术瑰宝再现真容。她说:“当看到石窟穹顶上的壁画被修复,一展千年前精美绝伦的风采时,用科技重塑文物生命基因的历史使命感,在团队每个人心目中油然而生。”

张晓秋艳在比赛现场

如今,太赫兹无损层析技术已在三星堆、兵马俑、武当山泥塑、克孜尔壁画等多地实现“出土即检、深度复原、内部揭秘”,设备实现了纯国产化,团队已成立公司,产学研用全链贯通。为了能实现技术可持续性发展,基于前期的结果构建了文物数字化模型,并衍生出相关产业。

作为1995年出生的青年博士后,张晓秋艳说:“我们的技术已不单是实验室的科研,我们用它挖掘出历史的实事证据。这个实事证据,其实是中华民族文化自信的根基。”

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