人类探索“复合”材料的实践已有数千年的历史，中国的糯米灰浆、桐油灰浆等有机-无机复合灰浆经常被作为典型案例[2]，为古代建筑史和材料发展史的研究提供实物证据。

在国家文物局的指导和国家科技支撑计划项目的资助下，浙江大学文物保护材料实验室从2012年起对全国各地的古代灰浆样品进行取样和检测分析。通过协作单位的帮助，到2018年已完成22个省（区）市的159处遗址的378个古代灰浆样品的检测 [3]。其中，检出含淀粉成分的样品112个，含油脂的87个，含蛋白质的59个，含糖类的14个，含血料的5个，同时含有两种有机添加物的样品有48个，含有三种有机物的5个。从遗址年代看，本实验室检出的最早的含淀粉样品为江苏徐州东汉墓的灰浆，最早的含油脂和蛋白质成分样品为安徽六安文一战国墓灰浆，最早的含糖类样品来自五代时期江苏苏州虎丘塔，最早的含血料样品为元末明初的浙江建德严州城墙灰浆，检出样品的年代均早于以前的报道和古文献的记载[3]。

   在各考古文博单位的支持下，本实验室传统灰浆数据库也在不断充实。2019年8月，浙江大学文物保护材料实验室人员对正在发掘的陕西延安芦山峁遗址（为“2018年度全国十大考古新发现”）进行了考察和取样。芦山峁遗址核心区面积达200万平方米。其中，核心区中部的大营盘梁夯土台基面积近2万平方米，台基顶部构筑了合院式建筑，共有3座主建筑，最大的一座位于正中，单体建筑面积225平方米，另有13座厢房，4座门塾房址，建筑面积总计2100余平方米[4]，其地面和墙裙全部涂抹白灰层（缺失部分为后期脱落或历史上破坏所致）。

图1 芦山峁遗址发掘区俯视图

在陕西考古院马明志领队的指导下，从芦山峁遗址取得了15个代表性白灰面样品。

图2  陕西考古院马明志领队介绍芦山峁遗址白灰面状况和指导取样工作

 图3 芦山峁遗址残留的房屋墙裙白灰面

 图4 芦山峁遗址建筑残留的地面白灰面

 经过实验室1年多的分析检测，包括应用仪器检测和本实验室化学检测方法，发现芦山峁遗址白灰面的石灰全部是人工烧制，所含碳酸钙比例相当高（约在90%以上），大部分白灰面样品中含有蛋白质成分，进一步酶联免疫方法检测确定了所含蛋白质为明胶（动物胶）。芦山峁遗址属于新石器时代龙山文化遗址，根据碳14测年数据遗址距今约4300年。

图5 在浙江大学文物保护材料实验室进行灰浆的化学检测

 本项检测将中国古人应用有机-无机复合凝胶材料的年代向前推进了近1000年，芦山峁遗址白灰面是目前发现的中国最早的有机-无机复合灰浆，同时也证明了早在4300年前该区域居民已经具备了煅烧石灰以及向石灰中加入有机粘结剂进行复合改性的技能。具体检测过程和方法请参见最近已发表在著名文化遗产杂志《Journal of Cultural Heritage》上的相关论文[1]。论文作者为翁昕、马明志和张秉坚。

图6 发表在文化遗产杂志《Journal of Cultural Heritage》上的相关论文

参考文献

[1]  Weng Xin, Ma Mingzhi，Zhang, Bingjian. Detection of early Chinese organic-inorganic composite limesurface from the Lushanmao site, 4300 years ago. Journal of Cultural Heritage, 2021, 52:128-133. 

[2] Marco Faustini, Lionel Nicole, Eduardo Ruiz-Hitzky, and Clément Sanchez*, Historyof Organic-Inorganic Hybrid Materials: Prehistory, Art, Science, and AdvancedApplications, Advanced Functional Materials, 2018,28(27): 1704158

[3]  张秉坚，方世强，李佳佳等著，《中国传统复合灰浆》，中国建材工业出版社，2020年10月，北京。

[4]  马明志,翟霖林,张华,杜林渊,王蕾,赵汗青.陕西延安市芦山峁新石器时代遗址[J].考古, 2019(07):29-45.