文物保护中杀菌剂与抗菌纳米材料应用研究进展 被引量：1

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作者 武发思 李洁 +1 位作者 李瑞熙 贺东鹏 《文物保护与考古科学》 北大核心 2023年第5期115-127,共13页

微生物极易附着并不断侵蚀各类文物,但用于高效去除或预防微生物损害的物理和化学方法却相对有限,通常很难有效清洁以及阻止微生物在露天环境文物上的重新定殖。在文物保护领域,使用抗菌纳米材料近年来逐渐成为一种新型环保技术。本工... 微生物极易附着并不断侵蚀各类文物,但用于高效去除或预防微生物损害的物理和化学方法却相对有限,通常很难有效清洁以及阻止微生物在露天环境文物上的重新定殖。在文物保护领域,使用抗菌纳米材料近年来逐渐成为一种新型环保技术。本工作总结了文物微生物退化防治的研究现状及发展趋势,梳理了杀菌剂、天然抗菌剂、精油熏蒸剂和新型纳米抗菌材料在文物保护中的应用研究,对比分析了不同类型杀灭剂的作用机制及其效果差异,指出了纳米材料的应用潜力及存在的不足。本研究结果可为文物保护修复中微生物病害防治提供参考和借鉴,对于文物微生物防控材料的研发和应用技术发展具有一定推动作用。 展开更多

关键词 纳米材料 杀菌剂 抗菌剂 文物保护 微生物防控

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生物技术在文物保护修复中的应用研究进展 被引量：17

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作者 武发思 张永 +3 位作者 苏敏 贺东鹏 李洁 冯虎元 《文物保护与考古科学》 北大核心 2022年第1期133-143,共11页

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... 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。 展开更多

关键词 生物清洗 生物加固 生物技术 保护修复 文化遗产

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锁阳城土遗址孔隙结构及其分形特征研究

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作者 张虎元 易泉 +2 位作者 刘洪丽 李小雅 于洪亮 《文物保护与考古科学》 北大核心 2024年第4期19-31,共13页

在风化因子的持续作用下,土遗址微观结构持续劣化并最终导致宏观病害的发育。微观结构的特征反映了土遗址材料内在的劣化程度,为研究土遗址风化程度与微观孔隙结构变化的关系,采取锁阳城土遗址不同方位城墙土样,采用低温液氮吸附试验测... 在风化因子的持续作用下,土遗址微观结构持续劣化并最终导致宏观病害的发育。微观结构的特征反映了土遗址材料内在的劣化程度,为研究土遗址风化程度与微观孔隙结构变化的关系,采取锁阳城土遗址不同方位城墙土样,采用低温液氮吸附试验测定了土样的比表面积和孔容孔径分布,并基于FHH分形模型计算样品的分形维数;结果表明,锁阳城土遗址不同样品比表面积偏差率高,比表面积数值和分布具有明显差异;孔隙容积变异系数高,离散程度大,存在差异性劣化行为;土样的孔隙形态呈狭缝状、楔形、“墨水瓶”孔、管状孔等多种复杂形态,小于2.765 nm的孔隙大都为封闭透气孔。结合分形维数可知,锁阳城土样具有明显的分形特征,孔隙空间结构不规则,非均质性强,表面粗糙程度大,且分形维数和锁阳城土遗址劣化程度具有一定相关性。本研究关于土样孔隙的定量表征对于土遗址风化劣化研究有着重要意义。 展开更多

关键词 锁阳城土遗址 低温氮吸附试验 分形维数 孔隙结构特征 风化

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岩鸽排泄物对壁画损害特征研究

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作者 牛贺强 王卓 +3 位作者 善忠伟 陈章 赵雪芬 武发思 《文物保护与考古科学》 北大核心 2024年第2期93-102,共10页

鸟类排泄物是造成石窟寺壁画、彩塑污染的主要因素之一,科学剖析鸟类排泄物对壁画的损害特征是此类污染物有效清除的前提。本研究利用傅里叶变换红外光谱(FTIR)、气相色谱-质谱联用(GC-MS)、X射线衍射(XRD)等方法分析了炳灵寺石窟壁画... 鸟类排泄物是造成石窟寺壁画、彩塑污染的主要因素之一,科学剖析鸟类排泄物对壁画的损害特征是此类污染物有效清除的前提。本研究利用傅里叶变换红外光谱(FTIR)、气相色谱-质谱联用(GC-MS)、X射线衍射(XRD)等方法分析了炳灵寺石窟壁画表面岩鸽排泄物成分,采用扫描电镜-能谱仪(SEM-EDS)、便携式显微镜、偏光显微镜(PLM)表征了鸟类排泄物对模拟壁画的微观损害特征。结果表明,岩鸽排泄物成分主要由尿酸、纤维素、多肽类有机物,以及以石英为主的无机盐组成。排泄物造成壁画覆盖污染、颜料层和地仗层侵蚀、颜料颗粒间原始粘附结构破坏,导致颜料层起甲、脱落,可溶盐活动及其他生物侵蚀。研究结果对于古代壁画的科学保护与修复具有指导意义。 展开更多

关键词 古代壁画 岩鸽排泄物 排泄物成分及危害 损害特征

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土遗址微生物病害与防治研究进展

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作者 罗强 武发思 +3 位作者 夏寅 周萍 李晓溪 陈璐 《文物保护与考古科学》 北大核心 2024年第5期159-170,共12页

微生物病害问题在考古发掘现场和遗址类博物馆普遍存在,对于微生物活动的有效防治是土遗址长久保存和展示利用的重要前提。本文系统总结了国内外土遗址微生物病害及其治理研究概况,梳理了相关基础理论、研究方法、治理措施及前沿进展等... 微生物病害问题在考古发掘现场和遗址类博物馆普遍存在,对于微生物活动的有效防治是土遗址长久保存和展示利用的重要前提。本文系统总结了国内外土遗址微生物病害及其治理研究概况,梳理了相关基础理论、研究方法、治理措施及前沿进展等内容,并比较了当前土遗址微生物病害与治理研究的方法及其优缺点。以期为土遗址的科技保护提供新视角和参考借鉴。 展开更多

关键词 考古现场 土遗址 微生物退化 监测防控 文物保护

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莫高窟壁画彩塑表面降尘调查研究

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作者 善忠伟 崔强 +4 位作者 殷耀鹏 张文元 水碧纹 殷志媛 于宗仁 《文物保护与考古科学》 北大核心 2023年第1期127-137,共11页

通过对莫高窟壁画彩塑表面降尘进行收集,分析降尘粒径分布、化学组成、显微形貌、可溶盐含量等理化性质,进而研究降尘对莫高窟壁画彩塑的影响。研究结果发现:莫高窟壁画彩塑表面的降尘大部分为地壳源矿物,对窟内壁画、彩塑带来的潜在危... 通过对莫高窟壁画彩塑表面降尘进行收集,分析降尘粒径分布、化学组成、显微形貌、可溶盐含量等理化性质,进而研究降尘对莫高窟壁画彩塑的影响。研究结果发现:莫高窟壁画彩塑表面的降尘大部分为地壳源矿物,对窟内壁画、彩塑带来的潜在危害是物理遮盖和磨蚀等作用,在更长的时间尺度上,降尘会对壁画彩塑具有潜在的盐蚀等化学威胁。莫高窟壁画彩塑表面降尘是导致壁画彩塑产生病害的一个不可忽视的重要因素。研究的结果为莫高窟壁画彩塑预防性保护提供基础数据。 展开更多

关键词 莫高窟 壁画彩塑 降尘 理化性质

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敦煌莫高窟B113窟水分蒸发特征与形成机理

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作者 王顺仁 李红寿 +3 位作者 巩一璞 詹鸿涛 王小伟 李菲 《文物保护与考古科学》 北大核心 2023年第4期81-90,共10页

水分是导致壁画病害的关键因子。在封闭条件下,通过冷凝的方法对敦煌莫高窟B113窟的蒸发数量和特征进行了5年的监测。结果表明:B113洞窟水分年蒸发量为61189.9 g,日平均蒸发量为229.2 g,年蒸发量和日蒸发量都呈正弦曲线变化特征。监测表... 水分是导致壁画病害的关键因子。在封闭条件下,通过冷凝的方法对敦煌莫高窟B113窟的蒸发数量和特征进行了5年的监测。结果表明:B113洞窟水分年蒸发量为61189.9 g,日平均蒸发量为229.2 g,年蒸发量和日蒸发量都呈正弦曲线变化特征。监测表明:随着窟内温度升高,洞窟水分蒸发量增大;温度降低,洞窟水分蒸发量减小。温度决定蒸发水汽浓度,地气流出量决定蒸发水汽体量。洞窟水分蒸发从4月开始持续到12月中旬,6~8月洞窟水分蒸发最大,日水分蒸发7∶00~12∶00迅速上升,12∶00~23∶00下降,夜间也有持续的水分蒸发,是温度和地气活动量主导和控制着洞窟蒸发水分的数量。洞窟水分蒸发机制的揭示为今后洞窟微环境的调控和壁画预防性保护提供了理论基础和科学依据。 展开更多

关键词 莫高窟 壁画病害 水分 蒸发

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麦积山石窟松鼠科动物排泄物清洗及其驱避防治

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作者 贺东鹏 李隆 +4 位作者 武发思 陈章 胡军舰 张金虎 岳永强 《文物保护与考古科学》 北大核心 2024年第4期76-85,共10页

动物在古代壁画及彩塑表面活动常造成极难清除的排泄物污染,影响文物美学价值并引起其他类型病害。复齿鼯鼠(Trogopterus xanthipes)与岩松鼠(Sciurotamias davidianus)是常年活动于麦积山石窟及周边的两种松鼠科动物,其棕黑色的固液排... 动物在古代壁画及彩塑表面活动常造成极难清除的排泄物污染,影响文物美学价值并引起其他类型病害。复齿鼯鼠(Trogopterus xanthipes)与岩松鼠(Sciurotamias davidianus)是常年活动于麦积山石窟及周边的两种松鼠科动物,其棕黑色的固液排泄物大量分布在石窟文物、喷锚崖体、栈道表面以及栿孔内部。本研究通过生物酶及表面活性剂配以4%吸水性树脂(SAP)的方法对污染区域进行贴敷处理,以筛选最适清洗试剂及工艺。结果表明,人工唾液处理前后色差最大,与对照区差异显著(色差值为8.311±0.798 CIELab单位,P<0.05),且洗净率最大(59.6%),是理想的清洗试剂。在此基础上分别采用金属驱避刺、辣椒素(CAP)以及超声波驱避器开展致害物种现场驱避实验。监测发现,三种驱避措施有一定差异性:金属刺对岩松鼠具有很强的驱避性,布设后其无法在有刺范围内活动,而喷洒辣椒素可明显降低复齿鼯鼠单日最大活动时长和日平均活动次数,两种松鼠科动物均可快速适应超声波,驱避有效期仅有5d左右。因此,针对不同物种可复合多种措施综合驱避。本研究可对遗产地动物排泄物清洗及有害物种驱避提供科学依据和实践指导。 展开更多

关键词 麦积山石窟 动物损害 排泄物 酶清洗 驱避防治

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三种凝胶材料清洁烟熏壁画的模拟试验及效果评估 被引量：1

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作者 牛贺强 武发思 王卓 《文物保护与考古科学》 北大核心 2022年第5期53-62,共10页

烟熏污染是古代壁画的主要病害之一,严重影响其艺术价值和视觉效果。针对石窟和殿堂壁画的烟熏病害,高仿真制作了轻度、中度和重度烟熏试块,采用卡波姆凝胶、琼脂凝胶和结冷胶开展烟熏清洁实验,并利用显微镜观察、剖面分析和红外光谱(FT... 烟熏污染是古代壁画的主要病害之一,严重影响其艺术价值和视觉效果。针对石窟和殿堂壁画的烟熏病害,高仿真制作了轻度、中度和重度烟熏试块,采用卡波姆凝胶、琼脂凝胶和结冷胶开展烟熏清洁实验,并利用显微镜观察、剖面分析和红外光谱(FTIR)分析烟熏污渍形态、胶结状态及评估清洁效果。结果表明,三种凝胶材料对轻度和中度烟熏试块的清洁效果较好;并能不同程度地减轻重度烟熏,使黑褐色污染变为浅灰色,其中卡波姆凝胶清洁效果为佳。便携式显微镜观察清洁界面可见,未清洁区密集分布着黑褐色污渍颗粒,清洁区污渍颗粒大幅减少;相较而言,无涂层壁画经清洁后亦有少量污渍颗粒与颜料颗粒交替相间分布,而涂层壁画清洁后除重度烟熏试块表面有少数褐色小泡状结构外,其余均无污渍,清洁后可完全再现颜料本色,壁画亮度明显提升。清洁区经FTIR检测,表面无凝胶残留。然而,清洁效果受壁画有无涂层、老化程度、并发脆弱性病害、烟熏或灼烧程度、污渍与壁画颜料结合程度以及导致烟熏的燃料介质差异等多种耦合因素共同影响。当前凝胶清洁仅适宜于涂层壁画烟熏和无涂层壁画非重度烟熏的清洁。本研究为壁画烟熏病害的清洁提供了参考和借鉴。 展开更多

关键词 凝胶材料 古代壁画 烟熏污染 清洁去污 仿真模拟

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基于地气活动的酥碱带形成机制 被引量：1

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作者 李红寿 《文物保护与考古科学》 北大核心 2022年第2期117-123,共7页

毛管理论不能解释干旱区近地面酥碱带的形成。本工作以敦煌莫高窟的地气研究为基础,通过地气活动规律揭示了酥碱带的形成机制。在大气波动影响下,大气与地气存在频繁的空气交换。当大气压升高时,地气体积压缩,有干燥大气进入土壤。当大... 毛管理论不能解释干旱区近地面酥碱带的形成。本工作以敦煌莫高窟的地气研究为基础,通过地气活动规律揭示了酥碱带的形成机制。在大气波动影响下,大气与地气存在频繁的空气交换。当大气压升高时,地气体积压缩,有干燥大气进入土壤。当大气压下降时,潮湿地气膨胀上升,在建筑墙体内到达一定高度。在长期干湿空气的频繁交替作用下,墙体内的大量易溶盐分反复结晶-溶解,导致近地面建筑酥松风化。另外,孔隙内较为剧烈的空气和颗粒物流动对酥松建筑有较强的冲蚀作用。地气导致酥碱带普遍发生,其高度与气压日波动幅度和包气带厚度成正比,与当地大气压成反比。酥碱带地气形成机理的揭示,为建筑酥碱的防治、防潮和土遗址维护等提供了坚实的科学依据。 展开更多

关键词 地气 大气 酥碱带

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红外相机技术在石窟寺与古建筑动物活动监测中的应用 被引量：3

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作者 陈章 李隆 +4 位作者 武发思 朱非清 汪万福 赵雪芬 岳永强 《文物保护与考古科学》 北大核心 2023年第2期106-115,共10页

2018年1月至2021年6月,采用红外相机技术监测了以石窟寺与古建筑为代表的4处遗产地动物活动,共布设相机22台,累计9463个相机日,获得野生动物独立有效照片10946张,监测到鸟兽类合计6目13科18种;依据相对多度指数(RAI)确定莫高窟、炳灵寺... 2018年1月至2021年6月,采用红外相机技术监测了以石窟寺与古建筑为代表的4处遗产地动物活动,共布设相机22台,累计9463个相机日,获得野生动物独立有效照片10946张,监测到鸟兽类合计6目13科18种;依据相对多度指数(RAI)确定莫高窟、炳灵寺石窟、麦积山石窟和紫金庵典型优势物种分别为:大沙鼠(Rhombomys opimus)(RAI:35.75)、岩鸽(Columba rupestris)(RAI:75.99)、岩松鼠(Sciurotamias davidianus)(RAI:43.17)和珀氏长吻松鼠(Dremomys pernyi)(RAI:43.65);4种优势物种季节性活动均表现为夏季最高,冬季最低;月活动节律为每年8月最高,1月最低;大沙鼠、岩鸽、岩松鼠、珀氏长吻松鼠日活动高峰分别为8∶00~10∶00、10∶00~12∶00、10∶00~12∶00、2∶00~4∶00。鸟兽类主要通过抓痕、筑巢、粪便污染等形式危害文物,结合上述研究,提出了针对性的防治措施建议。研究结果为厘清遗产地动物种群特征、活动节律以及动物防治提供了技术支撑和科学依据。 展开更多

关键词 文化遗产 红外相机 动物活动节律 防治措施 文物保护

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莫高窟第257、259窟北魏壁画彩塑的科学分析 被引量：1

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作者 张文元 苏伯民 +1 位作者 善忠伟 于宗仁 《文博》 北大核心 2023年第1期75-87,共13页

莫高窟第257、259窟是北魏时期重要洞窟。为从科学角度探究两窟壁画彩塑艺术特色和发展过程,本文综合运用超景深显微镜等原位无损分析技术以及X-射线衍射等实验室分析技术对其壁画彩塑制作工艺与材料特征进行研究。结果表明,壁画彩塑底... 莫高窟第257、259窟是北魏时期重要洞窟。为从科学角度探究两窟壁画彩塑艺术特色和发展过程,本文综合运用超景深显微镜等原位无损分析技术以及X-射线衍射等实验室分析技术对其壁画彩塑制作工艺与材料特征进行研究。结果表明,壁画彩塑底色层分为红色与白色两类;第257窟颜料包括生石膏、滑石、红土、朱砂、昆虫来源的蒽醌类染料、氯铜矿、青金石、靛蓝及炭黑,第259窟颜料包括滑石、蛇纹石、红土、蓝铜矿以及伴生有蓝铜矿的氯铜矿。分析结果从时空两方面阐释了两窟绘画材料的传承与衍变,可为石窟考古、艺术史研究以及保护修复提供重要支撑。 展开更多

关键词 莫高窟 北魏 壁画 彩塑 绘画技法与材料

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