「文化財博士」 - 微生物

文化遺産は人類の歴史的蓄積として極めて貴重であり、芸術的、歴史的、科学的、軍事的、文化的に非常に重要な価値を持っています。

その中でも、石造文化財は保存が難しく、損傷要因も多いことから特に価値が高いとされています。石器には、道具、建物、彫像、彫刻など、さまざまな種類があります。

一般的に、石造文化財は長期間屋外に露出していることが多く、風雨（特に酸性雨）、人為的被害、微生物の作用、塩の結晶などにより損傷を受けます。それをきちんと守っていくことは各国・地域の合意事項となっており、すでに行動も始まって​​います。

現在、石造文化遺産の修復と保護は主に化学コーティング法に依存しています。しかし、これまでの適用事例から判断すると、多くの問題がある。

アクリル樹脂やエポキシ樹脂に代表される有機コーティングは、耐用年数が限られており、メンテナンス頻度が比較的高く、高価です。さらに、疎水性が異なるため、文化財の表面での塩イオンの輸送が悪くなり、塩の結晶が沈殿して損傷を引き起こします。

有機コーティングと比較すると、ステアリン酸亜鉛（アルミニウム）、リン酸亜鉛、石灰水に代表される無機コーティングにも欠点があります。

それらが形成する「殻」は、文化遺産の元の素材とは互換性がありません。溶解すると、石の割れ目に塩の結晶が沈殿し、元の文化遺産の表面にひび割れが生じることになります。

微生物は人類に驚きと恩恵をもたらしていますが、その開発と利用のペースは止まることはありません。それらは人々の生活のあらゆる側面に「シームレスに」統合されてきました。ほら、文化遺産の修復にも使われているんですよ。

実際、炭酸塩を沈殿させることができる微生物を使って石造りの文化遺産を修復することは目新しいことではありません。

フランス人のピエール・アドルフは、1970年代初頭に、酸性雨によって腐食した古い建物の外壁を修復するために「細菌散布法」を採用した。 15日間連続で吹き付けた後、修復された壁には新たな「岩」の層が「成長」し、何年も検査した後でも、以前と同じように堅固な状態を保っていました。新しく成長した「岩」は、実際には微生物によって沈殿した炭酸カルシウムです。天然炭酸カルシウムよりも硬いため、腐食や損傷に強いという大きな利点があります。

それ以来、微生物を利用して石造文化遺産を修復したという報告が数多くなされています。

たとえば、Tiano et al. 20 世紀後半に石造文化遺産の補強に枯草菌を使用し、良好な結果を達成しました。

2006 年頃、Gauri らは、 Desulfurvibrio desulfuricans を使用して、大理石の表面からスケールと汚れ（黒色硫酸スケール）を除去し、優れた結果を得ました。

浙江理工大学の李培豪氏と同済大学の瞿文軍氏は、スポロサルシナ・パストゥリを試験微生物として用いて、コンクリートのひび割れなどの修復に使用できることを証明した。

微生物を利用して石造文化財を修復すると、文化財の表面に炭酸カルシウム鉱物の膜の層が形成されます。この「保護膜」層は、文化財の表面に密着し、文化財と同じ材質であるだけでなく、複数の有機物質を配合しているため、靭性や強度の面でも優れた性能を発揮します。

その理由は、上記の修復事例のほとんどが、機能性微生物の能力を利用して重炭酸塩と炭酸塩の濃度を高め、沈殿反応を促進したためである。

では、微生物の修復機能に影響を与える要因は何でしょうか?

まず、温度です。微生物の生理活動はすべて一定の温度範囲内で行われ、最適温度が存在します。適切な季節を選んだり、適切な周囲温度を作り出したりすることで、これらの小さな生き物たちが楽しく働くように促すことができます。

2番目は酸性度とアルカリ度（pH値）。 pH 値は、微生物が重炭酸塩と炭酸塩を生成する能力に大きな影響を与えます。実際の修復作業では、微生物に適した酸塩基環境を作り出すために、作業員が緩衝溶液を準備する必要があることがよくあります。

3番目は、微生物の種類です。文化財の修復に使用できる微生物には多くの種類があり、それぞれに特徴と長所があります。したがって、具体的な問題を具体的に分析し、修復を行うために最も適した特性と機能を持つ 1 つまたは複数の微生物を選択する必要があります。

4番目は、微生物の密度です。微生物のいくつかの生理活動の遂行は、その密度と密接に関係しています。細菌の密度が関連する「閾値」要件を満たしていることを確認することによってのみ、修復作業を秩序正しく進めることができます。

微生物は静かに修復作業を行いながら、文化財の本来の姿を可能な限り復元することができます。特別な設備を必要とせず、比較的省力化でき、環境への配慮も高く、二次汚染の問題もありません。コストは従来の方法よりもはるかに低いため、ますます注目と支持を集めています。

さらに、微生物修復プロセス自体が「穏やか」であり、実施者が偶発的に負傷する可能性は低いです。これは、人間と自然、人間と文化、人間と社会の間の調和のとれた進歩の調子と一致しています。その研究と応用を強化することは当然の動きだといえる。

終わり

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