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专题

文物材料与保护专栏
潘路,张然,董文强,夏琦兴

文物是承载人类文明的物质载体,文物本体材料制作工艺研究、保护材料和保护技术攻关是延续文物寿命、传承历史文脉的核心支撑。文物种类丰富、材质多元,历经千百年各种环境侵蚀与岁月积淀,普遍存在风化、锈蚀、粉化、老化等诸多病害,如何科学认知文物材料本征特性与劣化机理,研发安全、耐久、兼容的保护材料与技术,实现文物历史、艺术与科学价值的完整传承,是文物保护领域长期面临的重大课题。

我国文物保护事业已从传统经验保护,逐步迈向多学科交叉融合的现代科学保护体系。依托材料科学、表面工程、分析化学、环境科学等现代科学技术手段,文物病害机理解析、劣化过程溯源、绿色保护材料研发、预防性保护深化、数字化保护创新等领域成果持续涌现,推动文物保护由简单抢救性保护修复,转向“认知-诊断-风险评估-保护修复-环境监控-养护(传承)”全链条系统化科学保护模式,为大量珍贵文物的延年益寿提供了坚实技术保障。近年来,不可移动文物、出土有机质文物、脆弱金属文物等保护需求持续增长,新材料、新工艺、新技术快速迭代,文物材料基础研究与保护实践深度融合,产学研协同创新研究格局持续完善。

为进一步汇聚文物材料与保护领域创新研究成果,促进基础理论突破、保护技术创新与工程实践转化,《材料保护》特开辟“文物材料与保护”专栏,诚挚邀请国内外从事文物材料基础研究、病害分析评估、保护材料研发、现场保护工程实践和预防性保护研究等方向的专家学者与工程技术人员踊跃投稿,集中展示本领域最新研究进展与实践经验。期待本专栏发挥学术引领与平台纽带作用,搭建多学科交叉、产学研高效协同的学术交流桥梁,助力我国文物保护科技事业高质量发展,热忱欢迎各位同仁积极赐稿!

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  • 文物材料与保护专栏
    贺东鹏, 杨天时, 徐瑞红, 郭青林, 张小宁, 王通洋, 沈云霞, 武发思
    材料保护. 2026, 59(9): 72-81. https://doi.org/10.16577/j.issn.1001-1560.2026.0139
    藻类病害是考古遗址表面常见的劣化类型。为探索封闭保护棚环境下考古剖面藻类防控技术,以南佐遗址为研究对象,选取4,5-二氯-2-辛基-4-异噻唑啉-3-酮(DCOIT)、辛基异噻唑啉酮(OIT)、苯扎氯铵(BC)、香芹酚(XQF)、纳米氧化锌(nZnO)及紫外线(UVC)作为抑杀材料,设置多组浓度、波段梯度实验,采用ATP荧光检测、显微分析及藻类光系统Ⅱ最大光化学效率(Fv/Fm)多指标综合评价各处理对藻类活性及复生的抑制作用。结果表明:DCOIT与OIT各浓度组抑杀效率最优,可显著降低藻类光合活性、抑制生物膜再生;BC、XQF短期抑藻效果良好,但长效抑制能力随时间衰减;nZnO、UVC抑藻作用有限。本研究建立了考古遗址藻类病害标准化实验与效果评价体系,为黄土类考古遗址微生物病害防控提供了科学依据与技术参考。
  • 文物材料与保护专栏
    陈卓枫, 周萍, 董文强, 铁付德, 王聪, MaraCamaiti, 曹颐戬
    材料保护. 2026, 59(9): 1-12. https://doi.org/10.16577/j.issn.1001-1560.2026.0133
    文物作为承载人类文明发展脉络的核心物质载体,其保护、修复及利用对延续历史文脉、弘扬文化、传承文明意义重大。现存文物大多因年代久远及自然、人为破坏而保存状况不佳,开展科学合理的文物状态评估、保护修复方案设计至关重要。近年来数值仿真分析在文物保护研究中受到广泛关注,其中有限元分析(FEA)因其理论体系完善、计算精度高、操作便捷等优势备受青睐,现已在古建筑、雕塑、陶瓷器和金属器等各类文物保护领域得到广泛应用。围绕有限元分析在文物保护领域的研究与应用进展,首先阐述有限元分析的基本原理,介绍Ansys、Abaqus、Comsol等主流数值仿真软件在文物修复、力学稳定性等方向的应用现状;随后探讨有限元分析在文物保护中进一步推广应用面临的共性关键问题。受文物本体材料异质性、几何结构复杂性及劣化状态非均质特征制约,当前在模型精准构建、真实物理场赋值、计算精度提升方面仍存在明显技术瓶颈;最后展望了有限元分析在文物保护领域的未来发展趋势,指出后续研究需重点开展小体量文物精细化建模、多学科技术协同融合(人工智能结合实验表征)、数值算法优化等工作,推动有限元分析在文物保护领域构建普适性、可靠性更强的技术体系,助力文物保护工作走向科学化、可持续化发展。
  • 文物材料与保护专栏
    夏琦兴, 陶强
    材料保护. 2026, 59(9): 26-37. https://doi.org/10.16577/j.issn.1001-1560.2026.0135
    古代壁画作为承载文明与艺术双重价值的文化遗产,在自然侵蚀与人为干扰的交织影响下,面临严峻的病害威胁。系统梳理了壁画主要病害类型,深度剖析了起甲、酥碱、空鼓等典型病害的形成机理,明确了水分、盐分迁移及颜料老化等核心驱动因素。同时,评述了加固、清洗、封护以及搬迁等保护修复材料的研究现状,重点探讨了新型材料的性能边界与应用局限,提出未来材料研发应兼顾兼容性、耐久性与可逆性的平衡。研究成果可为壁画修复材料的研发与工程实践提供理论支撑,助力文化遗产的长久传承。
  • 文物材料与保护专栏
    宋建祥, 雷勇, 吴娜
    材料保护. 2026, 59(9): 38-46. https://doi.org/10.16577/j.issn.1001-1560.2026.0136
    黄铜作为古代重要的金属合金,其文物的锈蚀产物及腐蚀机理是学界关注的重点。以一件清代铅黄铜三足炉为研究对象,针对其器身分布的3种不同颜色锈蚀,借助X射线荧光光谱仪(XRF)、X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜及能谱仪(SEM-EDS)等现代检测设备,系统分析器物的基体成分、锈蚀形貌、物相组成,并深入探讨腐蚀机理。结果表明:该三足炉为铅黄铜材质(含2%~3%铅),器身主要锈蚀物相为(Cu2.81Zn2.19)(CO3)2(OH)6、Cu2(OH)2CO3、K2Cu(C2O4)2·2H2O、CaCO3和CuO。其中,(Cu2.81Zn2.19)(CO3)2(OH)6和Cu2(OH)2CO3为黄铜自然大气腐蚀产物;K2Cu(C2O4)2·2H2O为不常见锈蚀,推测与含草酸及草酸钾的化学试剂污染相关;CaCO3主要来源于焚香过程中香品所含石灰的反应沉积及环境外源沉积;CuO则为焚香局部高温导致的高温氧化产物。研究明确该三足炉以长期大气电化学腐蚀为主、局部高温氧化腐蚀为辅的腐蚀特征,揭示腐蚀过程与器物材质、使用功能及存放环境的密切关联,为同类黄铜文物的腐蚀机理研究、保护修复及预防性保护提供实物参考与理论支撑。
  • 文物材料与保护专栏
    甘鑫鹏, 石义秋, 卫扬波
    材料保护. 2026, 59(9): 13-25. https://doi.org/10.16577/j.issn.1001-1560.2026.0134
    金属文物在长期埋藏与保存过程中易发生腐蚀劣化,对保护修复材料的相容性、稳定性和可逆性提出了更高要求。高分子材料因结构可设计、性能可调控,在金属文物粘结加固、表面封护、缓蚀防护、可控清洗及临时保护等方面具有较大应用潜力。对高分子材料在金属文物保护中的应用进展进行了综述,重点归纳了不同高分子材料体系的组成特点、改性方法、应用现状及性能特点,分析了其适用范围及存在问题。在此基础上,进一步分析了现有研究在高分子保护修复材料长期稳定性、界面相容性、可逆性及环境安全性等方面的不足,并对高分子材料在金属文物保护中的精准化、功能化发展方向进行了展望,以期为相关保护修复材料的研究与应用提供参考。
  • 文物材料与保护专栏
    马文婷, 魏亚丽, 李雯琪
    材料保护. 2026, 59(9): 60-71. https://doi.org/10.16577/j.issn.1001-1560.2026.0138
    为科学保护宁夏博物馆藏10件锈蚀严重的西夏铁器,采用体视显微镜、X射线荧光光谱(XRF)、X射线衍射(XRD)及激光拉曼光谱等检测技术,系统分析铁器锈蚀产物的微观形貌、元素组成及物相结构。结果表明:腐蚀产物呈多相复合特征,主要由赤铁矿、磁铁矿、针铁矿组成,同时检出活性较强的纤铁矿及高氯型四方纤铁矿(β-FeOOH),并零星检出黄钾铁矾。在高氯锈蚀区,氯离子驱动的电化学过程是腐蚀的主要因素;多相锈蚀产物的混合构成表明器物曾长期处于复杂的埋藏或保存环境;硫酸盐的检出进一步表明该批器物的锈蚀成因是多因素耦合的结果。基于上述分析,遵循最小干预原则,采用机械清理、碱液脱盐及缓蚀封护等措施进行分级保护,取得了良好的效果,可为同类铁质文物保护方法的选择提供参考。
  • 文物材料与保护专栏
    颜宇, 赵丹丹
    材料保护. 2026, 59(9): 82-98. https://doi.org/10.16577/j.issn.1001-1560.2026.0140
    逐线粘合是最符合文物修复最小干预和真实性原则的画布局部裂口修复工艺,粘接剂是逐线粘合研究的核心。为更全面、系统地开展逐线粘合粘接剂性能评估,解决现有研究评价维度单一的问题,选取Lineco® EVA-甲基纤维素、鲟鱼胶-Arbocel® BWW40纤维素、鲟鱼胶-小麦淀粉3种粘接剂作为研究对象,引入亚麻、黄麻、棉麻混纺、纯棉4种画布载体,测试粘接剂紫外老化前后的视觉效果、力学性能、溶胀性、可逆性,分析其耐紫外老化性能,探究老化机理,并细化讨论其操作性能。结果表明:耐紫外老化性能与力学性能排序为Lineco® EVA-甲基纤维素最优、鲟鱼胶-Arbocel® BWW40纤维素适中、鲟鱼胶-小麦淀粉偏弱;其余性能维度下3种粘接剂各有优劣。结合中国国家博物馆馆藏油画《孟良崮战役》修复案例,进一步解析Lineco® EVA-甲基纤维素的实际应用场景,发现在实际裂口修复工作中,需结合油画本体材质、裂口位置、损伤程度及受力状态,综合考量粘接剂各项性能,针对性筛选适配不同裂口部位的逐线粘合专用粘接剂。
  • 文物材料与保护专栏
    李娜娜, 田小龙, 周贤婧
    材料保护. 2026, 59(9): 47-59. https://doi.org/10.16577/j.issn.1001-1560.2026.0137
    为深入阐释馆藏战国镂空铜方豆制作工艺的科学价值,并厘清器物本体病害腐蚀成因,采用便携式X射线荧光能谱仪(p-XRF)、扫描电镜+能谱仪(SEM-EDS)、金相显微镜、超景深显微镜、拉曼光谱仪、偏光显微镜及离子色谱等技术,对甘肃省博物馆藏的2件战国铜方豆开展科学分析。结果表明:2件铜豆各部位均为铜锡铅三元合金,基体合金平均成分为Cu 82.58%、Sn 10.68%、Pb 4.90%,且器身与豆盖均为浑铸成型。器表锈蚀产物包含孔雀石(CuCO3·Cu(OH)2)、赤铜矿(Cu2O)、铅矾(PbSO4)、氯铜矿(Cu2(OH)3Cl)、辉铜矿(Cu2S),局部附着碳酸钙与二氧化硅;锈蚀层结构为典型的氧化型锈层,表层锈蚀物主要为孔雀石,中间氧化层包含赤铜矿与锡石(SnO2);锈蚀层能谱数据显示,由基体至表层Cu/Sn含量比值降低,铅含量升高,而土壤锈层中铜元素含量较高,铅含量较少,未见锡元素,表明腐蚀过程中锡、铅多以原位沉积,向土壤迁移较少,而铜元素向土壤迁移流失较多。腐蚀过程中氯离子和硫酸根离子向铜器表面迁移,导致器表腐蚀形成氯铜矿、硫酸铅等次生腐蚀产物的沉积,铜器表面大量的Cu2S形成可能与埋藏环境中硫酸盐还原菌等微生物有关。同时,受器表附着土壤及镂空工艺的影响,器物不同部位的腐蚀矿化程度存在差异。该研究结果可为理解同类器物的制作工艺及保护修复提供重要科学依据。