當藝術遇見化學：西畫除黴的跨科教學設計 林佳穎 臺北市立啟聰學校jiaying0504@gmail.com 臺灣位處與亞熱帶，常年高溫多雨且氣候濕熱，這樣的濕熱環境容易滋生黴菌，因此黴菌是無所不在的，當黴菌滋生在畫作上時，會造成畫作嚴重的損害。本文從西畫除黴為出發點，討論黴菌生長條件、除黴菌的方式、比較除黴方式之異同，並探討西畫除黴與十二年課綱核心概念、科學探究、科學實作、科學態度與科學本質之間的關聯性，最後提出西畫除黴作為生物與化學跨科教學單元的可行性。 n  黴菌生長條件 一、  溫度 大多數的黴菌的理想生長溫度範圍介於15～30℃之間，當溫度低於0℃或高於50℃時黴菌難以生長。臺灣位於亞熱帶地區，全年的氣候溫度適宜，夏季平均溫度都28～29℃，冬天平均溫度約在16～20℃左右。因此，臺灣的溫度是很適合黴菌生長的。 二、  濕度 一般而言，最適合黴菌生長的相對溼度範圍為75～95%之間當環境的相對濕度低則黴菌越不易生長。此外，由於環境的溫度的高低也會影響相對溼度的蓋變，而且黴菌也可以從多種途徑（空氣、生長基質等）獲取水分，因此黴菌最適合的溼度會因環境而變動。而臺灣平均的空氣相對濕度剛好落在75～95%之間，因此臺灣的濕度也是很適合黴菌生長的。 三、  養分 只要環境可以提供黴菌生長所需的養分，黴菌即可以順利生長，而黴菌生長所需的養分可來自於食物、灰塵、書籍、家具…等生活中常見的物質，也就是說人類生存的環境中提供給大量的養分的來源。綜合以上，我們可以知道黴菌最合適的生長環境是高溫度、高濕度、高養分，而臺灣全年皆為高溫高濕的氣候，所以臺灣是一個非常適合黴菌生長的環境。 n  去除黴菌的方式 臺灣濕熱的氣候加上紙張可以提供充足的養分，因此畫作沒有妥善保存就會滋生黴菌，進而產生褐色的菌斑（見圖一）或是使得畫作發黃變色（見圖二）。要如何去除畫作上的黴菌呢？本節將介紹漂白劑、酒精、雷射光及紫外線四種去除黴菌的方法。 圖一：畫作有褐色的菌斑 （資料來源：Baptism of Jesus by Andrei Rublev, https://en.wikipedia.org/wiki/Andrei_Rublev） 圖二：畫作發黃變色 （資料來源：Ultima Cena (Leonardo) by Leonardo da Vinci, https://it.wikipedia.org/wiki/Ultima_Cena_(Leonardo)） 一、  漂白劑 1.        氧化漂白劑：可以分為含氯型及含氧型兩種，例如：次氯酸鈉漂白劑是為含氯型漂白劑，可以釋放氯自由基；過氧化氫漂白劑為含氧型漂白劑，可以釋放氧自由基。兩種氧化漂白劑都可以使黴菌細胞膜中脂質發生過氧化反應，造成細胞膜的損害，或者是使得黴菌細胞核中的蛋白質或核酸分解變性。一般常見之發黃或褐斑多可以此種方式去除，生活中常見的漂白劑即為氧化漂白劑。 2.        還原性漂白劑： 此類漂白劑可以還原有色物質為無色分子，作用較氧化漂白劑溫和緩慢。例如：硼氫化鈉是還原性漂白劑，對纖維的破壞性較小，價格卻較為昂貴，通常在專業修復時使用。雖然漂白水劑可以殺死黴菌，且取得容易，但是在去除黴菌同時也會除去畫作的顏料，因此濃度控制需要精準，否則容易傷害畫作。 二、  酒精 酒精具備高度揮發性，70～75%的酒精能使微生物脫水且凝固，進一步讓微生物細胞內的蛋白變性喪失代謝功能，以達到消毒效果。這種去黴方式較難以殺死黴菌的孢子，會有再次滋生黴菌的的機率，對深層的黴菌的效果會較不好。 三、  雷射光 1.        雷射光清潔技術常用的種類有二氧化碳雷射、KrF雷射、Nd：YAG（釹釔鋁石榴石）雷射等。當我們照射雷射光束在黴菌上，會產生電磁波使黴菌內的原子強烈震盪，便能將黴菌內的原子鍵結打斷，最後使得黴菌的結構崩壞，因此可以將顏色移除。 2.        在高強度雷射光束下會造成紙張纖維焦黃或是穿孔，因此須使用低強度的雷射光束多次照射，才可以去除紙張纖維表面的黑色黴菌孢子；但是對於嵌埋在紙張內部的黴菌，不論是在任何強度或次數下都無法以雷射的方法除去。此外，雷射光除了可以去除黴菌，也會同時移除畫作表面的顏料，因此在使用上需要注意雷射光的強度與照射位置。 四、  紫外線 紫外線中的UVC（波長280～200 nm）波長短且能量強，因此可以破壞黴菌細胞核內的DNA（去氧核醣核酸）及RNA（核醣核酸）結構，進而使得蛋白質無法形成，造成黴菌的死亡。但是，紫外線中的UVC也會破壞紙張纖維與顏料，使得畫作褪色並加速畫作老化，因此在使用時要注意使用的範圍。 […]