2019年底，故宫博物院参与了荆州文物保护中心牵头的国家重点研发计划专项“馆藏典型脆弱有机质文物病害防治与评价技术研究”项目，成功申请到《馆藏珍贵有机质文物典型病害与劣化程度的原位评估方法研究》课题。

劣化是有机质文物保护面临的核心问题之一，但是目前的常用技术还无法实现劣化程度的无损评价和预测，给文物的预防性保护和保存状态评估工作造成很多困难。馆藏珍贵有机质文物较脆弱，容易出现纸张、纺织品纤维老化、颜料和染料褪色以及漆器劣化等不容易被肉眼观察出的病害问题，为了对这些病害进行识别以及劣化程度的原位分析评估，本课题拟开展以下方面的研究：通过高光谱成像技术对书画类文物的纸张和纺织品纤维老化程度进行原位分析评估；基于微区紫外老化/热裂解-气相色谱/质谱联用技术和微区紫外老化-逸出气体/质谱联用技术监测大漆在紫外光氧老化过程的组分变化，研究大漆的劣化机理，并实现大漆劣化程度的预测；基于微老化褪色技术对有机质文物颜料和染料进行褪色评价及预测。

图1  本课题的研究成果概况

（1）基于高光谱成像技术的书画纸张和纺织品纤维老化程度的原位分析评估方法研究

本项工作建立了基于高光谱成像技术对书画类文物纸张和纺织品纤维老化程度进行原位分析评估的方法。完成了196个纸本和绢本模拟书画老化样品的制备，选出110 个纸张老化样品进行了粘度及聚合度的测定，同时进行高光谱数据采集，建立了多种以聚合度（粘度）为老化程度表征指标的纸张老化程度评估模型，后经过验证得出基于贪心 PLSR 模型的纸质文物样本粘度预测模型效果最好。将此模型用于 6 件故宫博物院纸张样品和2件南京博物院文物纸张样本的老化程度预测。该方法非常适用于馆藏珍贵纸质文物的老化程度评估，应用效果良好，很好地解决该类文物的老化程度的原位无损评估问题，具有广阔的应用前景。该研究成果申请发明专利1个，发表学术论文1篇（光谱学与光谱分析, 2023, 43:2960-2966）。

图2  基于高光谱成像技术建立纸张劣化程度的无损评估方法

另外，基于所建立的方法对3件故宫博物院绢质书画文物和2件新疆出土纺织品文物进行纺织品纤维的老化程度评估，结合老化模拟样本可以评估该类文物的纤维老化程度，应用效果良好。

除此之外，本项研究自主研发了一套便携式原位高光谱成像扫描系统，包括扫描平台的设计、光源的设计和数据采集软件的开发，已成功用于馆藏珍贵有机质文物的高光谱成像采集。

图3  便携式原位高光谱成像扫描系统

（2）基于微区紫外老化/热裂解-气相色谱/质谱联用技术的传世漆器老化程度评估方法研究

本项任务建立了基于微区紫外老化/热裂解-气相色谱/质谱联用技术评估传世漆器劣化程度的方法，确定了大漆、熟桐油劣化程度检验的实验参数，筛选出上述两类漆器原材料的劣化程度特征组分。基于该方法建立了一套应用规程，并成功应用于5件故宫博物院馆藏漆器文物的劣化程度评估，相关成果发表高质量论文1篇（Microchemical Journal, 2023, 187:108414）。

图4  大漆、桐油膜标样，以及大漆膜紫外微区老化过程中所产生老化产物色谱图

（3）基于微老化褪色技术的有机质文物颜料和染料褪色的原位分析方法研究

本项任务建立了基于微老化褪色技术评估有机质文物颜料和染料褪色的原位分析方法。完成了10种典型纺织品染料的模拟样品的制备，结合子课题一中制备的典型颜料的模拟样品，完成了6种典型书画颜料和10种典型纺织品染料的微老化褪色测试，并总结出易褪色的颜料和染料种类。完成了对 12件新疆克亚克库都克烽燧遗址出土染色纺织品文物的褪色评估和预测，相关成果已申请并授权实用新型专利1项，并发表学术论文1篇（Journal of Cultural Heritage, 2024, 66:501-510），见图5。此外，为研究相对较易褪色的染料的褪色的分子机制，创造地建立了一种基于核壳型银纳米颗粒的SERS和MALDI-FTICR-MS的双模式策略，实现了混合染料组分的精确鉴定和半定量分析，相关成果经国外同行专家评议，认为本项成果具有新颖性，并发表学术论文（Talanta, 2022, 241: 123277），见图6。

图5  基于微老化光褪色技术建立的多模态数据分析方法用于文物颜料和染料的褪色评估与预测

图6  基于双模式检测策略对混合染料组分的准确鉴定和半定量分析