北京化工大学自 1987 年许淳淳教授团队保护中山舰、沧州铁狮子开始，到承担国家“十·五”科技攻关计划《文物保护技术与中华文明探源研究》项目中的“青铜及铁质文物的病害及其防治的研究”课题，以及发起 “全国馆藏文物腐蚀损失调查”项目并主持四川试点调查及作为“全国馆藏文物腐蚀损失调查”项目的主要技术支持单位，30 年来一直从事文化遗产的保护研究工作，已传承至第二、第三代。鉴于北京化工大学在文化遗产保护领域所做的努力，2013 年被国家文物局评为“文物保护领域国家文物局重点科研基地”，目前本校的文物保护研究方向及基地的研究工作主要在材料科学与工程学院、经济管理学院开展，其中经济管理学院的王明明教授团队主要从文化遗产的科技项目管理、科技政策与战略、科技评价、风险管理等方面开展研究，材料科学与工程学院则主要从文物材质的腐蚀（病害）机理及保护研究着手，开展文物本体及其环境监检测、文物劣化勘测与评估、文物保护材料和技术研发及评价等。为我国的文化遗产保护作出了一定的贡献。作者自 2001年师从许淳淳教授从事文物保护工作以来已有 16 年，下面从材料科学与工程学院王菊琳团队近 5 年所开展的文化遗产保护的主要课题内容角度进行简述。

    金属类文物的腐蚀与保护

    通过主持国家自然科学基金“缓蚀剂对青铜器及其有害锈缓蚀作用机制研究（2015 年）”、以及“北海琉璃阁铁件锈蚀机理及保护研究（2015年）”等项目的研究，继续沿着团队的传统优势开展金属类文物的腐蚀机理及保护研究。

    我在攻读博士学位论文及后续的研究过程中发现青铜器有害锈的生成、演变及残留，会对青铜基体产生循环破坏，青铜器的预膜法缓蚀过程不能有效阻止有害锈的危害。国家自然科学基金项目“缓蚀剂对青铜器及其有害锈缓蚀作用机制研究”，采用量子化学计算缓蚀剂、 各价态锈的轨道能、原子电荷，用前线轨道理论判断电子授 - 受体的结合倾向，通过试验验证计算结果；用 x- 射线光电子能谱、原位电化学原子力显微镜等研究缓蚀剂与青铜基体的组成、结构，锈蚀分布不均区域，内层 CuCl 等结合的选择性和缓蚀膜的有序、致密性；研究缓蚀剂阻止 CuCl 的演变反应，不同价态铜间的歧化反应的机理；基于缓蚀剂不同作用机制及青铜器上Cu （0） 、 Cu （Ⅰ） 、Cu（Ⅱ）原子共存，从分子水平优化设计适用于在青铜器表面自组装的协同缓蚀膜并建立组装模型，用 M-S 曲线、盐雾试验法等研究环境因素对缓蚀膜的稳定性和耐久性的影响，揭示缓蚀剂（预膜法缓蚀过程）协同稳定青铜器及其有害锈的原理，为带锈青铜文物的保护提供了理论基础。

    北海公园是著名的皇家园囿，在公园的西北部，有一组建筑群格外引人注目，其中的琉璃阁建筑为砖石砌成，拱券式结构，三重檐形式，歇山顶绿琉璃瓦屋面。建筑外立面采用琉璃砖装饰，下肩装饰有龟背锦花纹，墙身满嵌小型琉璃佛像。在各层檐下做琉璃斗拱装饰。对琉璃阁各个壁面及斗拱仔细观察后，发现铁件与琉璃之间有规律地镶嵌、穿插放置，壁面、柱子上的铁件镶嵌在嵌缝粘接材料中，斗拱中的铁件穿插在琉璃中。壁面的底部及第一层斗拱处出现了大量的裂缝、琉璃脱落、铁件锈蚀的现象，铁件的腐蚀是导致琉璃破裂的主要原因并且发现大量病害位置处，均出现了铁件的露出和锈蚀状况，所以铁件的清洗除锈、缓蚀、封护保护亟待实施。对铁件成分、锈蚀成分、琉璃成分、嵌缝材料成分进行研究的基础上，研发了适宜的除锈、清洗、缓蚀、封护材料，现场试验表明具有良好的保护效果。

a 北海琉璃阁整体

b 铁件锈蚀顶破琉璃

北海琉璃阁保护

古代“丝绸之路”路线图（图片来源于西安新闻网2013.11.29）

    石窟壁画保护

    我团队通过承担国家“十二·五”科技支撑计划 - 世界文化遗产地风险预控关键技术研究与示范专题“敦煌莫高窟窟内文物与崖体监测设计研究”（2013年） ， 开始了对复合材质类文物-壁画的保护研究。

    敦煌位于甘肃省酒泉市的西北部，在中国古代“丝绸之路”上具有重要的战略地位，作为中国连接中亚和内地的重要枢纽长达几个世纪之久。莫高窟作为敦煌的标志，享誉中外。莫高窟南北长达 1600 多米，依崖体开凿。自公元 4 世纪，历经十六国、南北朝、隋朝、唐朝、五代、元朝、明朝等十余个朝代的更替，至今具有长达 1600多年的历史，具有重要的历史地位。

    莫高窟以精美的壁画而闻名，目前发现的洞窟约 750 个，窟内壁画的总面积约为 4.5 万平方米，有 2000 余身精美生动，各具形态的塑像。壁画和塑像的内容主要以佛教为主，也包括一定年代内的写实部分如都城、出征等重要历史资料。在 1961 年，莫高窟成为建国以来第一批国家重点文物保护单位之一，在 1987 年，被列为世界文化遗产，吸引了国内外众多游客和学者的关注。

    经过千年的环境侵蚀，敦煌莫高窟壁画出现了诸如酥碱、疱疹、起甲、脱落、空鼓等危害极大且难以根治的病害。洞窟微环境及壁画含水率、含盐量的变化是壁画破坏的原因之一，并且对病害的发展起着关键作用。本课题在敦煌研究院原有研究基础上，通过三年多的研究，制订了壁画病害的监测实施方案的规则模型与标准，阐明了壁画和塑像病害与制作材料的物理化学、微观结构特性之间的关系，提出了由现象分类到成因分类的窟内文物病害科学分类和评价规范，以及环境监测数据与病害之间的联系；设计了窟内文物病害监测位置、 监测周期、 监测设备及监测手段 ；研究并提出了酥碱和疱疹病害模拟及病害发展模型，洞窟环境监测改进及文物病害监测实施草案。为世界文化遗产敦煌莫高窟壁画和塑像的风险预控和本体保护提供了数据基础和理论依据。

莫高窟近景及莫高窟“九层楼”

莫高窟精美的壁画和塑像

    古建筑彩画文物保护

    主持了“孔庙、孔府、孔林古建筑群彩画成分、价值、保存现状、清洗技术研究 （2016）”、“故宫大高玄殿油饰彩画工艺、 材质、 颜色指标研究 （2015） ”等项目，对世界文化遗产地古建筑彩画进行了保护研究。

    曲阜诞生了中国古代最伟大的思想家、教育家、儒家学派创始人孔子，作为历代尊孔崇儒的产物 - 孔庙、孔林、孔府是著名的世界文化遗产地，也是后人纪念孔子、缅怀先圣的场所，更是孔子及其儒家文化对中国产生深刻影响的历史见证。曲阜现存的古建筑彩画是孔文化遗产价值的体现载体，虽经历次修缮，但目前仍然出现开裂、起翘、龟裂、脱落、褪色、脏污等病害，严重影响了其保护底部木结构的功能及观赏价值。故宫大高玄殿的油饰彩画也存在类似的现象。三孔古建筑彩画课题对彩画颜料层、 地仗层组成、含量，微观形貌进行剖析；对彩画形制、规格、制作技法现场勘测研究；对病害彩画进行清洗、加固、封护技术研究；对彩画病害类型、程度、位置勘测，绘制病害图；研究并建立彩画颜色指标、组成、形貌、物理化学性质、形制、价值档案数据库。研究成果对于该世界文化遗产地即将开展的彩画本体的保护、修缮工程具有重要支撑和参考意义。

    故宫大高玄殿始建于明代，殿内原供三清等道教诸神，是一座用于祈祷斋醮的皇家道观，该宫殿建筑类型齐全，大木结构各具特色，反映了明代中期建筑营造的技艺水平；宫殿的平面布局及遗存的建筑彩画具有鲜明的皇家道观特点。大高玄殿曾作为皇家宗教活动重要场所的明清宫殿建筑群，无论在宫廷建筑史还是宗教史领域都有较高的研究价值， 但目前出现了各种病害， 急需修缮。本课题通过对故宫大高玄殿古建筑群油饰、 地仗、 彩画材质和工艺进行现场勘测、试验研究，获得了病害类型，材料组成及配比，物理力学性质，颜色指标，工程做法等；经过试验，获得了适合于修复和保护古建筑地仗、 油饰彩画的清洗、加固、回帖材料的配方和工艺，评估其有效性和长效性，并进行现场试验；归纳总结大高玄殿古建筑群彩画颜色指标值， 给出了补绘时各颜色的参考指标值。为大高玄殿古建筑群油饰彩画的修缮提供了依据。

a 孔林享殿 

b 孔林挡墓门

c 孔庙玉振门

d 孔府忠恕堂

三孔精美、急需保护修复的彩画

    石质文物的保护

    负责了“故宫大高玄殿石质文物的材质、病害的检测与分析（2016）”、“故宫三台螭首检测及评估可行性研究（2012）”、北京市重点科技计划子课题“北京地区石质文物风化程度评价体系及保护材料研究（2016）”、北京市重点科技计划子课题“古建筑石质构件无损检测及安全鉴定技术研究 （2013） ”

    故宫太和殿、中和殿、保和殿、大高玄殿基座上汉白玉螭首及栏板等历经几百年的自然环境侵蚀和人为损坏，风化、酥粉严重，使得原雕刻图案模糊，表面裂缝发育明显， 有的已经断裂、 塌落，尤其是游客攀爬螭首拍照致使螭首断裂并砸伤游客自身的现象，严重地影响了文物的完整性、可观赏性和价值，并存在着严重的文物和人身安全隐患。 因此，急需对这些构件的表面风化程度、结构安全性进行检测和评估。由于故宫石质文物的不可再生性、珍贵性、复杂性，对它们所进行检测应该是无损或微损的，目前尚未有成熟的、完备的、经济有效的石质构件表面风化程度、结构安全性现场无损检测仪器和技术，需要进行研究方能确定现场检测设备及检测方案，因此本工作通过研究无损或微损检测和评估技术体系， 对石质文物的物理、 化学、力学性质进行提取和评价，得出表面风化程度、结构安全状况的量化评估技术和结果。

a 故宫三台石质文物

b 现场检测

故宫三台石质文物现场勘测

a 定陶西汉墓整体

b 土遗址现场加固试验

定陶西汉墓土遗址保护

    土遗址的保护

    我团队负责 “山东定陶王墓地 （王陵）M2 汉墓夯土区及积砂槽保护、监测方案设计（2016）”、“清代海防炮台遗址防风化材料和技术试验研究（2015）”、“长春园宫门区（圆明园澹怀堂）遗址保护材料试验研究（2012）”、“土遗址加固修复中改性土材料加固机制研究（2012）”的项目，为土遗址的保护提供了技术基础。

    土遗址是以土为主要建筑材料的具有历史、文化和科学价值的古遗址，在我国有大量分布。由于土遗址基本上属于露天保存，易受雨水、风等的侵蚀而破坏，且保护难度大。上述研究针对山东定陶汉墓，河南高陵曹操墓，圆明园澹怀堂、广东及天津炮台土遗址所遭遇的坍塌、掏蚀、缺损、片状剥落、动植物破坏等现象，采用现场勘测与实验室试验相结合，评估病害类型、位置、程度及研究病害产生原因，设计环境及本体检测方案，研发适用于各种病害的治理材料和技术，进行现场试验并优化方案、 材料和技术。 为土遗址的保护设计、工程实施提供了数据基础。

    作者简介

    王菊琳：博士，北京化工大学 教授/博导。主要从事材料失效机理及保护研究，文化遗产保护研究。为核心期刊《表面技术》编委，国家文物局馆藏文物课题评审专家。近5年来主持并完成了国家及企事业单位项目30余项，发表SCI论文20多篇。