摘要:针对目前广泛使用的材料吸附除盐和加湿喷雾控盐等方法对含盐硅酸盐质文物可能造成的损伤,采用扫描电子显微镜、电阻仪和高分辨摄影仪等实时在线记录具有显色性质硫酸铜溶液在吸附除盐和水雾控盐加湿干燥过程中文物内部盐带分布的变化。研究结果表明:吸附材料除盐法和表面喷雾控盐法均会加速样品内部盐离子的扩散迁移,在样品中形成双层或多层盐结晶带；所形成的盐结晶带与样品结构特性、盐溶液在样品中的运移和蒸发速率、加湿-干燥频率等因素有关,其中溶液毛细上升高度和样品透气性越好,以及环境温度和盐溶液浓度越高,加湿-干燥频率越快,样品内部的盐带分布变化越明显。材料吸附除盐和水雾控盐等方法加速了盐溶液在样品内部的扩散,促进多层盐带的形成。这些结果对于目前文物保护所采取的除盐控盐技术手段提出了新的挑战。

摘要:以红花染纺织品作为主要研究对象,通过紫外光和LED两种光老化方式,研究不同褪色因素影响下纺织品中显色组分红花苷的降解变化情况,实验发现不同酸化作用对红花苷造成不同的影响。采用液相色谱质谱联用的方法,鉴定出红花苷、芹菜素等多种组分,并首次从红花中鉴定出国外报道的但一直未确定的组分Ct4的分子结构,实际是三香豆酰亚精胺,一种酚酰胺类化合物,可作为一种染色工艺指标对现代染和古代染色工艺进行区分。以故宫院藏两件红花染褪色纺织品文物为例阐述褪色机理,显色组分红花苷的降解,产生不同程度的裂化产物小分子,使原本微量存在的三香豆酰亚精胺相对含量增高,从而造成褪色明显,文物在长期日晒下正面原本红色外观呈现橘色打底。同时强调了博物馆应高度重视相同类型文物保存环境中的挥发性酸性气体监测。

摘要:中国的桑蚕丝织业延绵千年,真丝文物记载了中国作为丝绸古国的辉煌历史,对中国古文化及古工业的研究都具有重要意义。而真丝文物在出土及保藏过程中极易遭受霉菌污染,严重影响文物的研究展示和文化价值的传承,成为各大博物馆和研究所的困扰。通过对真丝文物霉变菌株的分离及鉴定,可以了解真丝文物霉菌污染现状,为真丝文物的防霉控制提供靶标菌株。筛选真丝文物防霉处理剂可为探索真丝文物防霉控制方法提供新的思路,促进真丝文物防霉新技术的开发。 本研究从苏州丝绸博物馆霉变真丝文物中分离纯化得到4株霉菌,分别编号为A、D、H、K。采用点植法培养真丝霉变菌株单菌落,观察其菌落特征和培养特性,通过显微观察法记录分生孢子形态、大小等显微结构,结合分子生物学方法构建系统发育树,对真丝文物霉变菌株进行鉴定。同时采用牛津杯法测试3-碘-2丙炔基-N-正丁基氨基甲酸酯(IPBC)、2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮(MIT)、苯并异噻唑啉-3-酮(BIT)、聚六亚甲基单胍磷酸盐(PHMG)4种防霉剂对4株真丝霉变菌株的抑菌活性。结果表明:4株霉菌分别属于半知菌类丛梗孢目的3个属:曲霉属(Aspergillus),节孢霉属(Arthrinium)及芽枝霉属(Cladosporium),其中A属于节孢霉属,D属于曲霉属,H、K属于芽枝霉属。防霉剂毒力测试结果表明,不同菌株对不同防霉剂的敏感性不同。MIT及IPBC对真丝文物霉变菌株有良好的抑制效果,其中MIT对4株霉菌的抑菌活性最为明显,对A、H及K菌株的毒力均优于其他3种防霉剂,对D菌株的毒力仅次于IPBC,EC₅₀分别为56.235 5 mg/L、292.173 7 mg/L、190.045 6 mg/L及62.681 5 mg/L；IPBC的综合毒力仅次于MIT,对菌株D的毒力最高,EC₅₀分别为250.283 0 mg/L、27.454 0 mg/L、480.325 7 mg/L及997.239 2 mg/L。PHMG及BIT对4株真丝霉变菌株的抑菌活性相对较低。 本研究通过对真丝文物霉变菌株的鉴定及防霉药剂的筛选,明确了4种真丝文物霉变菌株的生物学归属,确定了2种高效防霉处理剂,为真丝文物防霉手段的开发提出了新的可能,对进一步探究如何抑制真丝文物表面的霉菌生长,降低霉菌污染的危害,延长真丝展品及文物的保存提供了有效依据。

摘要:油渍是一种纸张上的常见病害,以往对于这种病害如何影响手工纸性能的研究较少。本工作以纸张耐久性变化的研究作为切入点,辅以扫描电镜对油渍与纸张的共存状态的观察,以此来探讨油渍对手工纸的影响。研究表明油渍使得纸张的抗张强度、撕裂度、耐折度等物理性能有一定的降低,色差值增大,pH值降低,油渍以一种物理吸附的作用包裹于纤维之上对纸张造成影响。随着老化时间的增加,油渍因为氧化酸败作用而逐渐变质,从实验结果中发现油渍对纸张的耐久性影响在老化前期影响较大,后期影响较小。

摘要:中国古书画源远流长,在长期的收藏和传承历史中会出现各种各样的病害,传统书画修复技术因此得到发展。在书画修复中,观察和分析作品的病害情况是制定修复计划的重要前提,但保护修复中发生的脱色现象是后出现的二次病害,在修复计划中易被忽略以致画心被破坏,失去色泽变得暗淡,甚至出现部分内容缺失,对书画伤害极大,故而对修复中的二次脱色现象进行研究并优化相关修复技术是至关重要的。本工作以实践经验为基础,对古书画修复中的二次脱色现象进行全面的阐述和研究,从材料和工艺的角度分析了病害成因,将常见的修复中人为造成的脱色现象进行了分类,提出了修复中二次脱色现象发生的预防判断标准,优化了修复技术,为古书画病害的研究、书画修复技术的优化提供参考。

摘要:为研究化学镀与电刷镀技术在鎏金铜器修复中的应用,使用扫描电镜、X射线衍射等测试方法对样品进行实验。结果发现在模拟补配材料的样品上镀覆效果良好,并对一件有残缺的鎏金铜器实施茬口清理、补配、化学镀、电刷镀等保护修复技术处理,完成一件器物独立配件的制备。修复后器物形态完整,外观和谐,再现了器物的美学价值。

摘要:封护措施对文物保护修复具有重要的意义,封护保护能有效阻隔环境因素(水分、氧气、空气污染物)对文物的影响,提高文物的耐腐蚀性。目前丙烯酸树脂B72和有机硅在文物封护领域应用较多,它们对于馆藏文物的保护有显著的效果,但它们的耐紫外性能不佳,不能很好地满足户外文物长期保护的要求。近年来氟碳材料由于具有优异的耐候性和耐老化性,已逐渐受到文物保护工作者的重视,本工作选择了一种新型氟碳材料F2311型氟橡胶作为研究对象,近年来已有将氟橡胶应用于金属文物、陶器、彩绘、壁画等文物封护保护的报道,但报道多侧重于应用,未见从理论方面验证或考察氟橡胶保护效果的研究。 为了研究氟橡胶的耐老化性和在文物封护领域的适用性,本工作选用了丙烯酸树脂B72和2种有机硅涂料(分别为正硅酸乙酯和工业成品KSE-OH300)作为性能对比研究,通过紫外加速老化实验对它们进行了长期老化测试,利用红外、接触角、色差仪进行了结构和性能表征。结果表明:1)新型氟碳材料氟橡胶具有较优的紫外线耐受性,其在长期的紫外照射作用下颜色、结构和疏水性能均未发生明显变化,推测氟橡胶能够长期用于文物户外或户内封护保护,特别是针对处于复杂存储环境的文物保护有广阔的应用前景；2)B72在紫外照射下会发生氧化降解行为,红外证明这种降解反应在紫外照射初期就开始发生了,B72在紫外光下氧化降解导致封护膜发生黄变,在文物表面造成色差,推测B72不适用于户外文物的长期封护保护；3)2种有机硅类材料成膜后疏水性能一般,且在紫外辐射下结构趋于不稳定,外观也会发生黄变,推测这2种有机硅同样不适用于户外文物的长期封护保护。 本工作通过评估材料的耐紫外性能来考察它们的耐老化性和在文物封护领域的适用性,研究结果表明新型氟碳材料氟橡胶与B72和2种有机硅相比,具有更优的紫外线耐受性,该考察结果可为文物封护材料的选择提供参考。

摘要:缸瓦窑为内蒙古地区辽代规模较大的窑场,为辽代官窑,与宋代五大名窑中的定窑同处一个历史时期。为科学揭示缸瓦窑与定窑之间胎、釉制作工艺关系,运用能量色散X射线荧光光谱法(EDXRF),分析了缸瓦窑与定窑白瓷的胎、釉化学组成,同时结合显微结构和烧成温度分析,并辅助以往的研究资料,将宋辽时期河北定窑与赤峰缸瓦窑白瓷胎、釉化学组成及制作工艺等进行系统的对比分析,发现缸瓦窑受定窑影响较大,缸瓦窑白瓷的生产体现了宋辽两地制瓷工艺的交流传播。

摘要:烧土制品作为最早的人工建筑材料,使人类的居住环境得到了根本性的改善。然而,学界关于烧土建筑的成因存在人为烘烤处理、缘自火焚、废弃习俗等多种观点。通过科技手段研究烧土制品的过火温度,有助于科学分析烧土建筑的成因,探讨与之相关的建筑工艺,丰富史前建筑史研究。 磁学研究表明,考古遗址中的土壤及其他沉积物在受热后新生成了磁铁矿、磁赤铁矿等强磁性矿物导致磁性显著增强,且矿物成分和磁性几乎不会再发生变化；但当重烧的温度接近或大于原始烧成温度时,样品中原始矿物的破坏或新矿物的生成,会引起矿物磁性的改变。基于这一原理,实验室内分析受热黏土的磁化率随再加热温度的变化特征,可反映烧土制品的过火温度。 苏家村遗址是大汶口文化晚期至龙山文化中期早段一处重要的聚落遗址,遗址中第5层为厚约20~40 cm的红烧土层且覆盖整个遗址,推测为房屋倒塌造成的建筑垃圾堆积层或人为堆积层,出土大量烧土块。本研究利用X射线衍射分析法、X射线荧光光谱分析法和磁化率法等对苏家村遗址出土的烧土样品开展了组成及构造特征和样品的过火温度的综合分析。 结果表明,苏家村遗址烧土样品中的白灰层中人为地添加了白色陶土原料,土层中有意地添加了植物残骸作为羼和料,推测是为加强坯体的强度和粘结度的草筋泥,与该样品可能为房屋倒塌造成的建筑垃圾堆积的推测一致；烧土样品属于人为烧制,其等效过火温度区间为600~700 ℃；烧土内部未出现玻璃化,结构疏松,抗压强度较低,在制定烧土遗迹保护方案时,应根据烧土的过火温度,采取针对性的保护措施,从而取得最佳保护效果。苏家村遗址烧土制品的出现,使人类建造房屋的能力和水平跃上了新的台阶,对于了解山东新石器时代晚期建筑技术具有重要意义。磁化率法适用于这一类低温烧制酥松黏土样品的过火温度研究,进一步可尝试应用于早期陶器(尤其低温陶器)的烧成温度研究。

摘要:易溶盐富集是陕西西安大雁塔砖体表面风化、结构破坏、强度衰减的主要原因。为分析盐害对大雁塔砖体结构、强度的影响机理,采用以饱和硫酸钠溶液为介质,对大雁塔砖体进行易溶盐结晶循环模拟劣化试验。在Na₂SO₄反复结晶、溶解过程中,测定试样的质量、波速及单轴抗压强度等指标,分析其变化规律。结果表明,在盐害作用下,试验砖体表现出与塔体表面类似的风化破坏现象；Na₂SO₄晶体在试样孔隙内不断发育,晶体挤压效应导致孔隙率增大,内部结构破损；质量、波速、单轴抗压强度随循环的次数呈先增加后减小的变化规律。砖体对盐害耐受力约为砖体质量的0.5%。

摘要:莫高窟第172窟北壁的建筑图像是敦煌壁画中最具盛唐建筑风格的典型代表作。本研究以探索敦煌壁画中二维建筑图像三维数字化呈现的方法为目标,以第172窟北壁中央的前殿图像为例,综合利用史料文献和实证材料,进行基于有限数据资料与结构逻辑推导的推测性研究,并集成运用图像处理软件(Adobe PhotoShop、Adobe Illustrator)和三维建模软件(SketchUp、Rhino),建立了第172窟北壁中央前殿的三维彩色模型,实现了壁画中的建筑图像从二维到三维的虚拟转变,相对科学、客观地再现了壁画中的建筑形象。通过3D打印等快速成型技术和虚拟投屏等展示利用手段,深度挖掘技术成果价值,扩展了壁画遗产的价值阐释与展示深度,带给观者超现实的空间体验。

摘要:近年来,针对文物在海水中的细菌性腐蚀研究主要集中于海域沉积,但关于咸淡水混合水域的腐蚀性细菌研究鲜有报道。河口及近海岸水域是水下文物较为丰富的区域,咸淡水交互作用影响水下文物的埋藏环境和文物遗存。 本研究采集长江口北港拦门沙Ⅱ号沉船附近海底不同层次的海泥,通过非定向富集培养基培养,分离纯化得到18株菌,经16S rDNA鉴定出4种具有腐蚀性的细菌:哈夫尼希瓦氏菌(Shewanella hafniensis)、越南芽孢杆菌(Bacillus wiedmannii)、金橙微小杆菌(Exiguobacterium aquaticum)和微小杆菌(Exiguobacterium indicum)。将分离得到的细菌作用于瓷质、陶质和木质等常见文物材料,置于30 ℃摇床220 r/min转速下培养7 d,喷金干燥,扫描电镜下观察,均可见在材料表面上产生生物膜。生物膜与微生物腐蚀的发生密切相关,除了已报道具有腐蚀性的菌株外,还发现了2株先前并未报道但也在材料表面产生生物膜的菌类:萘醌对希瓦氏菌(Shewanella xiamenensis)和嗜水气单胞菌(Aeromonas hydrophila)。实验结果为揭示海岸带咸淡水混合水域的文物埋藏环境及更好地保护文物提供了科学参考。 相比于以往文献,本研究在以下三个方面做出拓展:1)研究了腐蚀性细菌对瓷质、陶质和木质文物材料的腐蚀现象,观察到与微生物腐蚀密切相关的生物膜形成,从而实验证明哈夫尼希瓦氏菌、越南芽孢杆菌、金橙微小杆菌和微小杆菌对于瓷质、陶质和木质材料的腐蚀作用。2)首次发现了两株之前未被报道的潜在腐蚀性的细菌:萘醌对希瓦氏菌和嗜水气单胞菌,它们也能在文物材料表面生成生物膜,初步证明这两株菌也具有腐蚀效果。3)探究了长江口咸淡水混合水域的海泥中的优势菌株为芽孢杆菌,并细分出4株腐蚀性细菌和2株未被报道为腐蚀性细菌但具有腐蚀潜力的细菌,区别于以往微生物腐蚀研究都集中于硫酸盐还原菌这一类菌。本研究发现了更多的腐蚀性细菌,揭示了海岸带咸淡水混合水域微生物的丰富性。 本研究着眼于长江口咸淡水混合水域的海泥所富含的腐蚀性细菌与瓷质、陶质和木质文物材料腐蚀的关系,在一定程度上为研究该水域的腐蚀性细菌奠定基础,有助于应用于后期文物保护等相关方面。

摘要:水陆庵位于陕西蓝田王顺山下,庵内现存三百余平方米精美绝伦的明代彩绘泥塑,是我国泥塑保存最多、最完整的明代彩绘泥塑群之一。为明确水陆庵彩绘泥塑的颜料使用情况,采用光学显微镜、X射线衍射仪、显微红外光谱仪、扫描电镜-能谱仪和显微拉曼光谱仪对颜料样品进行科学分析。结果表明,除中隔壁背面重妆区域的蓝色颜料主要成分是普鲁士蓝之外,水陆庵彩塑使用的颜料大多为矿物颜料,包括铅丹、朱砂、铁红、氯铜矿、雌黄和云母等。研究结果将为水陆庵后续保护修复提供科学依据,并为丰富关中地区明代彩绘泥塑颜料类型补充科学信息。

摘要:考古出土的秦始皇兵俑是秦朝十分珍贵的实物资料,具有重大的历史、科学和艺术研究价值,其“千人千面”的特点更是备受关注,被认为是秦人的真实写照。现代人体测量中,头面部特征因其多受遗传因素作用,少受环境因素影响,被广泛应用于分析各民族之间的亲缘关系。通过采集50个样本的兵俑头部高精度三维点云数据并提取了头面部特征,运用样本相关性分析和数据大小排序的统计分析方法,与现代29个群体或地区头面部特征进行了对比研究。结果显示秦始皇兵俑样本的头面部特征完全各异且高度相关,同时与现代群体或地区的头面部特征差异性较小,定量化地明确了秦始皇兵俑的相关特点。

摘要:通过对炳灵寺石窟第128窟连续一年的微环境监测数据分析,结合游客参观统计,探究了游客量对炳灵寺第128窟微环境的影响；其中CO₂浓度与游客量呈正相关,窟内外温差越大,其衰减越快。洞窟温度升高与游客量呈一定程度正相关,温度增量主要为正值,负值与气象条件相关,温度的衰减与温度增量及窟内外温差正相关。窟内相对湿度变化较为复杂,监测期间游客参观对相对湿度影响在-5%~10%范围内,以降低窟内相对湿度为主。研究结果表明,目前的开放模式有助于CO₂浓度衰减,可适当扩大每批次参观人数至10人左右,以应对大客流状况；注重旅游旺季特别是5月、9月下旬至10月中旬时间段洞窟内相对湿度变化的监测,做好游客管理和洞窟相对湿度控制应对措施。本研究对于炳灵寺石窟第128窟及其他相似洞窟的旅游开放管理具有一定指导意义。

摘要:中国文物科技保护工作起步于20世纪50年代,始终紧跟我国社会经济和科学技术的发展,以应对文物保护及其保存和开放展示环境面临着的诸多挑战为导向,聚焦基础研究、保护技术与装备研发、保护制度与规范标准研究、保护技术平台建设等展开多项科技攻关,取得了一系列成果。本文着重从文物保护科学和技术创新成果进行梳理,阐述了我国文物科技工作的发展趋势。结果表明,我国的文物保护科学研究从闭门研究、各自为战到资源开放、互相合作、凝练共性、共克难关；从随意性到标准化,建立共同话语体系；以问题为导向,支撑作用日益显著；由抢救性保护向抢救性保护与预防性保护并重转变,基本实现了“十三五”规划提出的在理论、技术、装备、标准建设等方面取得系统突破的目标。

摘要:在自然因素和人类活动作用下,古代壁画和石雕石刻等珍贵文化遗产普遍存在酥碱粉化、盐霜结壳、风化脱落、烟熏污染等类型病害,研发相应的保护修复材料和技术长期以来都是文物保护领域关注的焦点。近年来,生物纳米材料和生物技术因其绿色环保、兼容适用、效果良好等优势正逐渐成为常规物理措施和化学材料的补充或替代方法。本研究系统总结和梳理了功能微生物、生物酶、代谢产物及创新性生物技术在国内外文物保护修复中的发展脉络和应用现状,重点对生物清洗技术和生物加固技术的最新研究进展和存在的问题进行了综述。旨在为科研工作者开展基于生物技术的文物保护修复创新性研究提供参考和借鉴。