内容简介
本次沙龙以”打开文物保护的超学科工具箱：科技如何守护文明基因”为主题，聚焦文化遗产保护这一历史传承与文明延续的重要命题。主讲人韩婧博士介绍了文物保护如何通过多学科交叉,如材料学、计算机科学、机械工程、考古学等，构建起完整的科技支撑体系。讲座从”什么是文物保护科技”这一基本问题出发，明确了文物保护不仅包括防火防盗、法规管理等宏观层面，更聚焦于如何利用科技手段探究文物、让古老文物焕发新生、获得更多历史信息、实现更长久传承。韩博士以硅酸盐制文物（陶器、瓷器、壁画、石窟等）为例，阐释了这类文物因材料相似而具有共同老化特征的科学基础。在研究方向上，讲座重点介绍了文物保护的三大核心领域：科学认知（了解文物材料与工艺）、劣化机理（研究文物如何老化及影响因素）、保护材料与技术（研发适配的保护方案）。讲座强调，只有充分了解文物本体和老化过程，才能避免”保护性破坏”（例如使用强度过高的加固剂反而导致文物整片剥落）。在技术应用层面，讲座系统展示了实验室的四大代表性成果：无损检测技术体系、盐害治理方案、石窟病害防控系统、多类型保护材料研发。此外，还介绍了三星堆象牙保护、长江口二号沉船保护、古代漆器研究、文物褪色机理等具体工作案例，充分体现了从基础研究到实际应用的完整链条。韩婧博士，上海大学文化遗产保护基础科学研究院副院长，上海市青年东方学者、海外领军青年优秀人才。主要研究方向为中国古代纺织品、染色史、漆器及文物保护等领域，现任硅酸盐质文物保护教育部重点实验室副主任。韩婧博士在数字全息、人工智能及新材料技术应用于文物保护方面取得多项重要成果，致力于推动多学科交叉融合解决文物保护领域的复杂难题。活动分享内容
硅酸盐质文物保护教育部重点实验室：平台建设与多学科协同
四大代表性成果：从无损检测到材料研发的技术突破
重点工作案例：三星堆、长江口、漆器与褪色研究
主讲内容
1.硅酸盐质文物保护教育部重点实验室：平台建设与多学科协同
文物保护是文化强国战略的重要组成部分。我国悠久灿烂的历史文化，其物质载体在时间流逝中不可避免地面临老化与破坏的严峻挑战。无论是云冈石窟雕像因风沙雨水侵蚀而日渐模糊，还是莫高窟壁画因盐分析出导致起甲剥落，抑或是意大利雕塑因酸雨侵蚀而溶解损毁，这些问题的解决都亟需科学技术的系统性介入。在此背景下，硅酸盐制文物保护教育部重点实验室于2023年获教育部批准成立，成为全国考古与文物保护交叉学科领域获批的五所重点实验室之一。该实验室的核心研究对象“硅酸盐制文物”涵盖范围极为广泛：包括以黏土烧制的陶器、瓷器、兵马俑，以土壤夯筑的古建筑与长城，以及大量含硅酸盐矿物的壁画、石窟、岩画等。由于土壤中二氧化硅含量普遍较高，绝大多数土质文物均可纳入此研究范畴。这类文物在材料结构上具有相似性，其老化过程也呈现出共性特征。实验室围绕文物保护的核心链条，聚焦三大研究方向：文物科学认知（探究文物的材料与制作工艺）、劣化机理（揭示文物老化的内在规律与外部影响因素）以及保护材料与技术（研发与之匹配的保护材料与修复技术）。这三个方向相辅相成，共同构成了从认知、诊断到干预的完整科研闭环，并深度融合了材料科学、无损检测技术、大数据分析等前沿学科的支撑。同时，实验室汇聚了强大的跨学科团队。学术带头人包括：黄继忠研究员（云冈石窟前总工程师，长期从事石窟保护研究）、段勇教授（原故宫博物院副院长、国家文物局博物馆司司长，现任上海大学党委副书记）、罗洪杰教授（原上海大学校长、中国科学院硅酸盐研究所原所长）。团队成员背景多元，广泛覆盖材料学、土木工程、考古学、机械工程、计算机科学等多个专业领域。为培养复合型文物保护人才，实验室创新构建了“文化遗产保护+X”多学科培养体系。通过设立交叉学科博士点、跨院系招收硕士研究生、实行多导师联合指导等方式，打破学科壁垒，共同应对文物保护中的复杂难题。除了教育部重点实验室这一核心平台外，实验室体系还广泛联动上海硅酸盐质文物考古保护利用协同创新中心、全国文物考古与保护利用产教融合共同体、国家革命文物协同研究中心、上海玉器鉴定研究实验室及上海大学文化遗产科技研究院等多个机构，形成了从基础研究、技术研发到成果转化、社会服务的完整协同创新与人才培养体系。2.四大代表性成果：从无损检测到材料研发的技术突破
韩老师所在的硅酸盐质文物保护教育部重点实验室在文物保护科技领域取得了系列突破性成果，主要集中在四个方向：2.1代表性成果一：文物科学认知与无损检测技术体系
文物保护的首要前提是”认知”，即在不破坏文物的前提下，尽可能全面地了解其状况。传统检测方法往往需要取样，对珍贵文物造成不可逆损伤。实验室与机械工程、计算机学科团队合作，开发了系列无损检测技术。数字全息技术用于检测壁画等复杂结构文物的表面及浅层瑕疵，可以发现肉眼难以察觉的裂纹、空鼓等病害特征，实现早期预警。由于不同矿物颜料在激光激发下会产生不同的荧光反应，激光诱导荧光成像技术利用激光照射使特定颜料发出荧光，并根据荧光特征判断颜料种类，从而实现无损鉴定。实验室将这些光学方法整合到便携式设备中，研发了表面形貌与光谱信息的集成化检测系统，并构建了多维信息数据库。通过机器学习算法训练，系统可自动识别病害类型、评估风化程度，形成智能化平台。2.2代表性成果二：从机理到防控的文物盐害治理系统方案
盐害是不可移动文物（如建筑、石窟）面临的世界性难题。地下水或山体中的盐分会随着水分移动，在湿度低时结晶、湿度高时溶解。这种反复的溶解-结晶过程会在文物内部产生很大压力，导致表面粉化、起甲、剥落。针对上述问题，实验室的盐害研究分三个层次展开。首先是盐害机理研究，通过模拟实验研究盐分如何迁移、如何结晶生长。其次是盐害监测技术，开发基于红外、紫外等光学方法的无损检测手段，发现盐分含量升高的情况。第三是保护措施，设计雾化喷淋与引导排盐系统，通过控制湿度，将盐分从文物内部”牵引”至表面排出，避免其在内部反复溶解结晶造成持续破坏。2.3代表性成果三：使用多因素防控与智能管理进行石窟病害治理
以世界遗产云冈石窟为研究对象，实验室系统开展了石窟病害机理与治理技术研究，主要聚焦三个方面：（1）室外石窟的多因素耦合劣化研究针对温度、湿度、空气污染物（二氧化硫、氮氧化物等）的共同作用。实验室自主研发了专用加速老化箱，在温湿度控制基础上，增加了污染气体模拟功能，可再现云冈石窟真实环境。通过对模拟样品的微观结构、矿物组分、力学性能等系统测试，揭示了多因素共同作用下石质文物的老化过程。（2）基于人工智能的风化智能评估体系解决了传统评估依赖专家经验、主观性强的问题。该体系的核心优势在于其便携性与无损性，其中便携意味着可以拿到现场测试，无损则意味着不需要取样。实验室通过关联便携无损检测数据（如超声波、电阻率等）与传统实验室分析结果，建立了预测模型。训练后的模型可仅依据现场设备数据，快速判定文物的风化程度（轻度、中度、重度）。（3）室内石窟凝结水的监测与智能管控解决了室内石窟的特有问题。当窟内温度较低时，空气中的水汽会在壁画、雕塑表面凝结成水珠（例如冬天早上窗户上的冷凝水）。水作为化学反应的媒介，会加速颜料变色、盐分析出等老化过程。实验室开发了原位监测技术，通过电阻率监测岩体内部含水率。在此基础上，构建了智能管控系统：当监测到含水率超过安全阈值时，系统自动预警，联动启动除湿机、鼓风机、空调等设备，将含水率控制在安全范围内。这一系统已在云冈石窟部分洞窟投入使用。2.4代表性成果四：针对不同需求的材料体系进行保护材料研发
保护材料的研发必须针对具体问题。不同病害需要不同材料：文物强度降低需要加固材料，出现裂缝需要灌浆材料，高湿环境需要除湿材料等环境控制类材料。实验室材料科学团队针对多种文物保护需求，开展了系列材料研发与应用测试评估工作，为后续的实际应用提供了技术支撑。3．重点工作案例：三星堆、长江口、漆器与褪色研究
在四大代表性成果的基础上，实验室开展了多项具体工作，将理论研究转化为实际应用：3.1工作案例一：三星堆象牙保护
三星堆遗址获得了”中国考古十大发现”，出土了大量象牙。这些象牙含水量很高，出土后水分蒸发会导致象牙急剧收缩、开裂、崩解。实验室研发的铝硅体系加固材料，能够在象牙脱水过程中同步渗入，填充裂纹并提供支撑，使象牙在失水过程中仍保持强度。CT扫描显示，加固剂成功渗透至象牙内部的细密裂纹中，有效防止了破坏。3.2工作案例二：长江沉船长江口沉船保护
长江口二号沉船是清代同治年间的货船，长期埋藏于水下，船体为木质结构，舱内装载大量瓷器。整体打捞后在大棚中发掘，船体从保水状态转向干燥状态：木材失水收缩，不同树种构件收缩率不同导致变形，都可能造成船体解体。船体不同木质构件的保存状况也不同，有些保存很好很致密，但有些也存在劣化严重、孔隙较大的问题。实验室团队也因此要进行针对性的和体系化的保护和研究，除了进行船体保存状态评估，脱水加固方案制定、结构支撑设计等工作也是必不可少的。同时，舱内瓷器因长期浸泡在含盐海水中，釉面遭受盐害与生物附着（藻类、贝类分泌物）的侵蚀。这些生物分泌物对釉面造成很大破坏。粘附机理、盐害机理以及如何保护，都是正在进行的研究课题。3.3工作案例三：古代漆器研究与文物褪色机理
在古代漆器保护与认知研究中，体现了“保护为先，研究并重”的理念。漆是涂敷于器物表面的天然涂层材料，其原料为从漆树树干采集的汁液，涂布固化后可形成致密坚固的漆膜，具有耐酸碱、耐水、光泽度高、装饰性强等特点。古代工匠发展了雕漆、嵌螺钿等多种髹饰工艺，例如秦始皇兵马俑即为在陶胎表面先施漆层，再进行彩绘。实验室围绕古代漆器开展了系统性研究。首先，通过工艺复原实验，重现了汉代针刻漆器的制作技艺。其次，对秦代蜀郡工官遗址出土的漆作废弃物进行了首次系统性分析，为理解秦代兵器表面髹漆工艺流程提供了实证。此外，实验室与复旦大学分子生物学团队合作，开展漆膜DNA溯源研究，尝试从漆膜中提取漆树DNA以确定生漆产地。例如，秦兵马俑制作规模庞大，所需漆料及工匠数量极多，但其具体制造地点仍为未解之谜，DNA溯源研究有望为此提供关键线索。在保护科学方面，实验室还研究了传世明清漆器的开裂与失光等老化现象，通过制备模拟样品，分析不同配方（如添加朱砂的朱漆与黑漆）对老化行为的影响。针对文物褪色问题，实验室从埋藏环境与展陈环境两方面展开研究。在埋藏环境中，褪色主要由土壤、地下水及微生物作用导致，实验室运用高效液相色谱等技术分析残留色素分子，并结合文献记载与保存完好的同类文物进行比对，以推测文物原始色彩。在展陈环境中，光照（尤其是紫外线）是导致褪色的主要因素，不同颜料的耐光性存在显著差异。通过加速光老化实验，可测定各类颜料的光稳定性，进而制定科学展陈策略，如对易褪色文物采取限时展出、使用声控照明、过滤紫外线、优先展出耐光文物等措施，从而有效延缓褪色，实现预防性保护。讲座最后，韩婧博士介绍了上海大学文化遗产科技研究院正面向全球招募多学科优秀人才，包括学科领军人才、拔尖人才以及青年人才，欢迎各领域学者关注并加入这一致力于守护文明基因的科技事业。
