秦代兵器匠人掌握了铬基防锈技术？

日前，国际期刊《科学报告》发表了一篇研究秦代兵马俑兵器防锈原因的论文，否认了一种长期存在的假说——秦代兵器匠人在2000多年前就掌握了涂铬防锈技术。
铬防锈技术真有2000多年吗
秦始皇一直以统一六国的功业为后世所赞叹。这份丰功伟业里，做工精良的秦国兵器显然功不可没。
20世纪70年代，我国陕西的秦始皇陵兵马俑坑中出土了大量兵器。那些兵马俑所配的兵器很多都保存完好，被擦去表面泥土后，就显露出闪亮的锋利兵刃。研究人员通过现代科学方法检测分析后发现，一些闪着寒光的青铜剑表面，竟有一层厚约10微米的氧化膜，其中含铬约2%——这很像近代才掌握的铬盐氧化处理防锈工艺，该工艺需要在比较复杂的设备和工艺流程下实现。德国、美国分别在上世纪30年代和50年代才发明这种先进工艺，并申请专利。然而，这种工艺的防锈功能一般仅能维持60年左右，但生活在公元前2000多年的秦代工匠怎么就掌握了这种工艺?还能防锈2000多年?
此前有研究认为，这些兵器之所以保存较好，是因为秦代工匠在防锈处理中使用了铬，让兵器入土后能免于腐蚀。这种秦代工匠掌握了划时代铬基防锈技术的说法成为主流说法，甚至被用于纪录片和导游词中。
铬可能是生漆污染的结果
现在，这个广为流传的说法被质疑了。《科学报告》新近发表的这篇论文，通讯作者是英国剑桥大学的马科斯·马提侬·托雷斯。托雷斯等人的研究团队分析了464件遗址出土的兵器，仅在37件中发现了铬，“说明铬元素在金属表面并不是普遍存在的”。如果古人掌握了铬基防锈技术，他们为何只将这种技术用于不到十分之一的兵器呢?
而从铬元素出现在不同兵器表面的概率来分析就更有趣了。研究人员在论文中称，他们在88%的弓把、剑柄、剑鞘等兵器配件周围检测到了铬，但仅在2%或更少的箭头或剑身的样本上发现了铬。他们认为，出现这种分布是因为这些含铬的金属部位更靠近处理木制元素的生漆，这些木制部分已经受到了腐蚀，而生漆中的铬元素沉积到了金属上。也就是说，铬的存在可能是生漆污染的结果，这些生漆曾被用来处理兵器的木制部分。
研究团队认为，漆器中含有丰富的铬，这些兵器上的铬是由秦代工匠使用的生漆污染所致，“因此，铬防锈处理理论应该被抛弃”。
防锈的原因到底是啥
看来，铬防锈并非秦代工匠有意发展的技术。那么，铬防锈会不会以自然形成的形式在无意中成为兵器的防锈原因呢?论文也对此给出了否定：“部分兵马俑表面存在铬，但铬的存在与兵马俑保存的状态无关。”
那么，防锈的原因到底是啥?
研究者在论文中指出，在现场检测到多种兵器保存模式。比如锡的含量可能在帮助金属保存方面发挥了重要作用，锡含量较高的青铜器往往会形成被动的富锡表层，从而防止青铜器被进一步腐蚀。
此外，埋藏青铜器的土壤性质可能也有助于保存这些青铜器，而此前的研究工作中并没有考虑到这一因素。兵马俑坑位于中国黄土高原，坑内的土壤样本测量值显示：pH值在8.1和8.5之间，是碱性土。而适度碱性和黄土有机质含量低，可以防止形成腐蚀金属完整性的酸。此外，黄土土壤的颗粒非常小，会阻碍通风和湿度带来的金属腐蚀。“较好的金属保藏效果可能是由于土壤的pH值适中，颗粒很小。”研究者表示。
秦始皇陵是一个特殊的考古遗址，国际上对此有着长期合作和跨学科研究。这一次，科研人员通过对金属、漆器和土壤的综合研究，给出一个与以往很不相同的结论。亲爱的读者们，您更支持哪个结论呢?