贝都因牧羊犬于1947年首次发现寻找迷失的绵羊，古希伯来文本被称为死海古卷，是有史以来保存最完好的古代书面材料。现在，麻省理工学院和其他地方的研究人员进行的一项研究阐明了一种独特的古老羊皮纸制作技术，并为更好地保存这些珍贵的历史文献的方法提供了新的见解。

这项研究主要集中在一个卷轴，特别是Temple Scroll，是自第一次发现以来发现的大约900个完整或部分卷轴。一般来说，这些卷轴放在罐子里，隐藏在死海以北的陡峭山坡上的11个洞穴中，在Qumran古代定居点周围的地区，大约2000年前被罗马人摧毁。为了保护他们的宗教和文化遗产免受侵略者的影响，一个名为艾赛尼斯的教派的成员将他们珍贵的文件隐藏在洞穴中，通常埋在几英尺的碎片和蝙蝠鸟粪下，以帮助掠夺者。

Temple Scroll是所有卷轴中最大的(几乎25英尺长)和保存最完好的卷轴之一，尽管它的材料是所有卷轴中最薄的(十分之一毫米，或大约1/250英寸)厚)。它还具有所有卷轴中最清晰，最白的书写表面。这些物业领导麻省理工学院土木与环境工程助理教授和材料科学与工程系考古材料系教师Admir Masic，想知道羊皮纸是如何制作的。

与前研究生Roman Schuetz(现在以色列Weizmann科学研究所)，麻省理工学院研究生Janille Maragh以及另外两名研究生一起在科学进展杂志上发表了这项研究的结果。他们发现羊皮纸是以一种不寻常的方式加工的，使用蒸发物中的盐混合物 - 盐水蒸发留下的物质 - 但是与其他羊皮纸上的典型成分不同。

“寺庙卷轴可能是最美丽，保存最完好的卷轴，”马西奇说。“我们有幸研究了耶路撒冷以色列博物馆的碎片，称为书中的神殿”，这是专门为死海古卷而建的。来自该卷轴的一个相对较大的片段是新论文的主题。使用研究人员开发的各种专用工具研究尺寸约2.5厘米(1英寸)的碎片，以高分辨率在显微镜下绘制相对较大物体的详细化学成分。

“我们能够对片段进行大面积，亚微米级，非侵入性的表征，”Masic说 - 他和本文的合着者，来自哈佛大学Wyss研究所的James Weaver的综合方法，开发用于表征生物和非生物材料。“这些方法使我们能够在更环保的条件下保持感兴趣的材料，同时我们在样品表面收集数十万种不同的元素和化学光谱，并极其详细地绘制出其成分变异性，”Weaver说。

该碎片自发现可能改变其性质以来已经逃过任何处理，“使我们能够深入了解其原始成分，揭示出一些元素在完全出乎意料的高浓度下存在”，Masic说。

他们发现的元素包括不同比例的硫，钠和钙，遍布羊皮纸表面。

羊皮纸是由动物皮制成的，通过将它们浸泡在石灰溶液(从中世纪开始)或通过酶和其他处理(古代)中去除所有毛发和脂肪残留物，将它们刮干净，然后将它们拉紧一个框架要干。当干燥时，有时通过用盐摩擦进一步制备表面，如Temple Scroll的情况。

Masic说，该团队尚未能够评估Temple Scroll表面上不寻常的盐组合来源。但很明显，这种不同的涂层与这些盐结合在一起，文字被写入，这有助于使这种羊皮纸具有异常明亮的白色表面，并且可能有助于其保存状态，他说。而且涂层的元素成分与死海水本身的成分不匹配，因此必须来自其他地方的蒸发岩沉积物 - 无论是在附近还是远处，研究人员还不能说。

该表面层的独特成分表明该羊皮纸的生产过程与该地区其他卷轴的生产过程明显不同，Masic说：“这项工作恰好证明了我的实验室正在尝试做的事情 - 使用现代分析工具揭开古代世界的秘密“。

了解这项古老技术的细节可以帮助提供对那个时间和地点的文化和社会的见解，这在犹太教和基督教的历史中起着核心作用。除此之外，对羊皮纸生产及其化学的理解也有助于识别所谓的古代着作的伪造。

根据德国汉堡大学的论文合着者之一艾拉·拉宾的说法，“这项研究在死海古卷之外具有深远的影响。例如，它表明，在中东羊皮纸制造的曙光，几个这些技术正在使用中，与中世纪使用的单一技术形成鲜明对比。该研究还展示了如何识别初始治疗方法，从而为历史学家和保护者提供了一套用于死海卷轴分类的新分析工具。和其他古代羊皮纸。“

这些信息对于指导这些古代手稿的新保存策略的制定确实至关重要。不幸的是，似乎今天在卷轴中看到的大部分损坏不是来自它们在洞穴中的2000多年，而是来自软化卷轴的努力，以便在它们最初发现后立即展开并阅读它们，Masic说。

除了这些现有问题之外，新数据现在清楚地表明这些独特的矿物涂层也具有高度吸湿性 - 它们很容易吸收空气中的任何水分，然后可能很快开始降解下面的材料。因此，这些新结果进一步强调了在任何时候将羊皮纸存储在受控湿度环境中的需要。“即使是小规模的湿度变化也可能出现意想不到的敏感性，”他说。“重点是我们现在有证据表明存在可能加速其降解的盐类。......这些都是必须考虑的保存方面。”