报道了X射线衍射光谱、 拉曼光谱、 红外光谱、 高光谱等多种光谱技术在五当召剌弥仁殿壁画制作材料与工艺研究中的应用。 五当召位于包头市阴山山脉腹地, 是内蒙古地区现存规模最大的格鲁派召庙, 剌弥仁殿是其六大经殿之一。 殿内壁画具有清代以来藏传佛教壁画的鲜明特点, 但受多种病害影响, 亟需保护修复。 使用多种光谱技术对壁画各结构层材质进行分析, 了解其制作工艺, 为壁画保护修复提供依据。 X射线衍射及激光粒度分析结果表明, 壁画泥质地仗的物相组成以石英、 钠长石、 方解石为主, 比例与当地生土基本一致, 仅通过物理筛分和掺加不同植物纤维的方式区分粗、 细泥层。 拉曼光谱分析结果表明, 壁画所用颜料有朱砂、 铅丹、 巴黎绿、 群青、 铬黄等, 后三种人工颜料于19世纪中后叶进入中国; 结合相关文献档案, 可推断壁画的绘制时代。 红外光谱结合色谱、 质谱联用技术分析结果表明, 壁画颜料层胶结材料是动物胶, 表面涂层是一种干性油薄膜, 但油料来源与加工工艺的判断仍需要更多的线索。 壁画纸张上的红色藏文印记通过高光谱成像技术提取后, 经最小噪声分离和波段运算处理, 文字的可识读性大幅提高。 针对复合材质类文物, 多种光谱分析技术的联合应用可以较为全面地揭示其结构、 材料、 影像等多元信息, 是目前深入研究彩绘类文物的基本手段。

馆藏丝绢文物具有极高的历史价值和艺术价值, 但是丝绢材料却极易在展陈照明过程中发生开裂和脆化。 由于红紫外光对于文物照明没有贡献, 因此实现丝绢文物有效照明保护的基础, 是找到评价可见光对于丝绢材料照明损伤度的有效方法。 机械损伤是丝绢文物最主要的光化学损伤形式, 本质上是其内部的分子结构发生了改变, 而常用的色差法和拉曼光谱法均因自身局限性无法有效测取丝绢文物的微观结构。 研究表明红外光谱法适用于测取丝绢文物的微观变化, 且光谱中表征酪氨酸和结晶度的特征信号能够有效反映紫外光对于丝心蛋白结构和性质的影响, 但是两者表征可见光对于丝绢材料照明损伤度的有效性目前仍有待明确。 通过十种窄带光源的辐照实验得到了丝绢文物的光老化样品, 并基于样品的红外光谱分析定义了酪氨酸指数TFTIR和结晶度指数CFTIR两种损伤评价参数。 在使用TFTIR和CFTIR描述可见光对于丝绢样品照明损伤规律的基础上, 进一步分析了两者表征丝绢材料对可见光波长λ和曝光量Q耦合响应的性能。 对Q与TFTIR的相关性分析结果表明: 除595 nm辐照组外（Sig＜0.05）, Q对TFTIR均无显著影响（Sig>0.05）, 说明TFTIR不适合表征丝绢的光照响应度。 对Q与CFTIR的相关性分析结果表明: Q对CFTIR有显著影响（Sig＜0.01）且两者相关性很强（|Pearson|＞0.9）, 说明CFTIR能够有效表征丝绢材料对于Q的响应特性。 对Q与CFTIR的线性回归分析结果表明: 两者虽不适合建立线性回归模型（R2＜0.8）, 但Q对于CFTIR具有解释性（Sig<0.05）; λ对CFTIR的影响有差异但没有突变, 说明CFTIR具有表征丝绢材料对于λ响应特性的潜力。 根据上述分析结论, 使用多项式拟合构建了基于CFTIR的丝绢光照响应度函数f(λ, Q), 拟合评价参数表明该式具有良好的解释性（确定性系数R2>0.8, 误差平方和SSE与均方根误差RMSE均趋于0）。 最终提出了丝绢文物的照明损伤度模型D=∫780380S(λ)f(λ, Q)dλ并选取典型展陈照明光源对其进行了验证, 配对样本T检验的结果（Sig>0.05）表明该模型能够准确计算丝绢文物的照明损伤度。 该研究能够为馆藏丝绢文物的照明损伤评价、 光源损伤判定和照明标准制定提供有效的帮助。

铜质文物是中国古代文明发展历程的重要物质载体, 具有多重价值。 铜质文物在埋藏和保存过程中会发生腐蚀, 导致器物表面被多种锈蚀产物覆盖。 各类锈蚀产物对文物稳定性的影响不同, 其中含氯锈蚀产物最受关注, 因其多与“青铜病”有关。 “青铜病”是一种由氯离子引发的快速腐蚀现象, 可能对铜质文物的本体造成严重危害。 因此, 锈蚀产物的快速、 准确鉴定对铜质文物的保护与研究具有重要意义。 本研究以中国国家博物馆藏铜半结跏泥金观音表面锈蚀产物为研究对象, 综合利用大幅面X射线荧光成像（MA-XRF）、 光纤反射光谱（FORS）、 扫描电镜能谱（SEM-EDS）、 激光共焦显微拉曼光谱（Raman）几种方法对锈蚀产物成分结构及分布位置进行分析研究。 研究结果表明该观音造像表面锈蚀产物主要包括碱式氯化铜（氯铜矿和斜氯铜矿）和蓝铜钠石。 此外, 还发现了一种含锌的碱式氯化铜, 推测其分子式为Cu3.52-3.64Zn0.36-0.48(OH)6Cl2。 这类锈蚀产物在铜质文物表面鲜少发现, 该研究结果为其鉴定研究提供了新的参考数据。 综合各类分析结果, 进一步揭示了观音造像表面各类锈蚀产物的分布情况, 确定了碱式氯化铜主要分布于观音造像头冠部、 面部、 手部、 腿部、 底座、 足部等位置。 研究结果为准确判断该件文物受“青铜病”影响的严重程度提供了科学依据, 对该观音造像的合理有效保护具有重要意义。 广域和微区分析方法的有效结合也为铜质文物锈蚀产物分析提供了新思路。

盐害是多孔材质文物中较普遍、 较严重的病害。 可溶盐在复杂的水盐活动中会持续对文物本体造成破坏。 精确鉴别文物中可溶盐的种类是研究文物盐害机理、 开展盐害治理、 设计开发相应的文物保护材料的必要前提。 为此, 建立了一套文物中可溶盐提取和鉴定的操作流程, 通过离子色谱（IC）、 光学显微镜、 红外光谱（FTIR）、 拉曼光谱（Raman）、 扫描电子显微镜（SEM-EDS）等多种技术方法的优化组合, 实现对文物中常见可溶盐的精确鉴别。 研究表明, NaCl可通过IC（浸出液中含有Na+、 Cl-）、 显微观察（立方晶体）以及SEM-EDS（主要含有Na、 Cl元素）进行鉴别; CaCl2可通过IC（Ca2+、 Cl-）以及SEM-EDS（Ca、 Cl元素）进行鉴别; Na2SO4可通过IC（Na+、 SO2-4）、 显微观察（丛状或团簇状晶体）、 FTIR（主峰1 134、 637、 615 cm-1）、 Raman（主峰993 cm-1）以及SEM-EDS（Na、 S、 O元素）进行鉴别; CaSO4可通过IC（Ca2+、 SO2-4）、 显微观察（六棱柱状、 针状或棒状晶体）、 FTIR（1 144、 668、 603 cm-1）、 Raman（1 017 cm-1）以及SEM-EDS（Ca、 S、 O元素）进行鉴别; NaNO3可通过IC（Na+、 NO-3）、 FTIR（1 379、 1 353和837 cm-1）、 Raman（1 071 cm-1）以及SEM-EDS（Na、 N、 O元素）进行鉴别; Ca(NO3)2·4H2O可通过IC（Ca2+、 NO-3）、 FTIR（1 437、 1 367、 1 047 cm-1）、 Raman（1 059 cm-1）以及SEM-EDS（Ca、 N、 O元素）进行鉴别。 另外, 通过显微形貌观察可直接鉴别出立方块状的NaCl, 丛状、 团簇状或薄片状的Na2SO4, 以及六棱柱状、 针状或棒状的CaSO4。 CaCl2、 NaNO3、 Ca(NO3)2·4H2O具有强吸湿性, 暴露在室温下有快速潮解现象, 据此可判断结晶盐中是否含有强潮解盐。 该鉴别技术组合使用常见仪器设备, 成本较低, 简单易操作, 结果可靠, 可用于不同材质文物中可溶盐的精确鉴定, 具有较好的应用推广前景。

水溶性的丙烯酸酯乳液是文物领域常用的保护材料, 多用于壁画、 彩画、 骨质文物、 漆木器文物的加固和粘接。 使用最广泛的丙烯酸酯乳液类文物保护材料是由原罗门哈斯公司生产的Primal系列。 商品材料如PrimalAC33、 SF016、 B60A、 WS24和MC76等在国内外的文物保护修复实践中应用较多, 但文献报道大多数是直接购买使用的修复案例, 缺乏较为系统科学的性能评价研究。 针对5种常用的Primal系列丙烯酸酯乳液文物保护材料的湿热老化性能和光老化性能开展研究, 通过微观形貌、 色差和光泽度等分析比较其耐老化性能, 采用红外光谱追踪光老化过程中的分子结构变化和吸收峰强度, 阐释其降解机理。 实验结果表明, WS24和B60A的耐湿热性能较好, SF016耐湿热性能最差; AC33的颜色和失光率变化最明显。 光老化测试发现, 紫外光照射过程中所有的材料均发生了断链反应, 另外AC33与MC76有内酯生成。 经过4 200 h光老化后, AC33、 SF016、 B60A和MC76的羰基指数（CI）均有不同程度的增大, 羰基吸收峰强度（Dt）降低了10%～15%。 WS24的羰基指数下降非常迅速, 羰基吸收峰强度降低了53%, 是5种材料中耐光老化性能最差的。 综合评价认为, B60A的耐光老化性能、 耐湿热性能均较好, 是Primal系列中耐老化性能最优的丙烯酸酯乳液文物保护材料。

铁质文物是我国文化遗产的重要组成部分。 由于化学性质较为活泼, 铁质文物易发生腐蚀劣化。 锈蚀产物对铁质文物的稳定性有较大影响, 因此判断铁质文物锈蚀产物的组成特征, 对于铁质文物稳定性评估具有重要意义。 以赤铁矿（α-Fe2O3）, 磁铁矿（Fe3O4）, 四方纤铁矿（β-FeOOH）三种铁质文物的锈蚀产物为研究对象, 采用拉曼光谱成像结合主成分回归法（PCR）和偏最小二乘法（PLS）, 同时结合多种预处理方法, 构建了两组二元混合锈蚀（α-Fe2O3+Fe3O4, α-Fe2O3+β-FeOOH）的定量模型。 结果表明, 对于α-Fe2O3+Fe3O4二元体系, PCR和PLS算法构建模型的定量效果基本一致, α-Fe2O3和Fe3O4的PLS定量模型结果均表明, 一阶导数+Savitsky-Golay（S-G）平滑（9）条件下建模效果最好。 对于α-Fe2O3+β-FeOOH二元体系, PLS方法所构建模型优于PCR方法, α-Fe2O3和β-FeOOH的PLS定量模型结果均表明, MSC+S-G平滑（5）条件下建模效果最好。 研究结果为定量评估铁质文物锈蚀产物的化学稳定性提供了有效方法。

铁质文物是人类重要的文化遗产, 对于研究人类社会的发展与进步具有重要意义。 铁的活泼性较强、 容易发生腐蚀等特点使铁质文物成为金属类文物保护工作中的难点之一。 目前对于铁质文物保护修复和铁锈蚀产物定性分析研究较多, 而开展铁锈蚀产物定量表征的研究相对较少, 锈蚀产物的复杂性也增加了定量分析的难度。 为了解铁质文物锈蚀产物的成分及评估其稳定性, 建立一种定量分析铁质文物锈蚀产物的方法是十分必要的。 以铁质文物常见5种锈蚀产物(α-Fe2O3, Fe3O4, α-FeOOH, β-FeOOH, γ-FeOOH)为研究对象, 通过制作锈蚀产物模拟样品(三组二元混合物体系和一组四元混合物体系), 利用红外光谱结合TQ Analyst分析软件中经典最小二乘法(CLS)、 主成分回归法(PCR)和偏最小二乘法(PLS)分别对四组混合物构建定量分析模型。 研究结果表明, 三种定量分析模型中PCR与PLS均适合用于建立铁质文物锈蚀产物定量模型, 其校正均方根误差(RMSEC)和预测均方根误差(RMSEP)均较小、 相关系数接近于1。 定量模型具有良好的预测性和稳定性, 故可为定量分析铁质文物锈蚀产物, 进而为评估铁质文物化学稳定性提供依据。

为了实现对纸质文物表面杂色曲霉生长过程的在线无损监测，研制了一种反射式光纤光谱传感器，该传感器由1根锥形入射光纤和6根接收光纤构成。首先建立了传感器测量纸质文物表面霉菌微生物的理论模型，接着表征了纸质样品表面杂色曲霉的形貌特征，最后利用传感器对纸质样品表面杂色曲霉的生长过程进行了在线监测。研究表明，该传感器能准确获得杂色曲霉的特征吸收峰（295 nm和390 nm），当杂色曲霉高度在101.1~596.0 μm范围时，传感器输出信号与杂色曲霉生长高度间具有线性关系，检测下限达到10 μm。

光声成像技术结合光学的高对比度、高分辨率和声学的高穿透深度，已经发展成为一项独具优势的无损检测与成像技术。光声成像技术利用光声效应产生的超声信号解析深度信息，从而在三维空间对被测对象进行定位。在文物保护领域，制作文物的各种材料具有不同的光学吸收特性，在激光的激励下，产生并向外辐射幅值和频率不同的超声信号。超声信号的典型特征兼具鉴别材料类型和识别表面缺陷的功能，因此光声成像技术在文物保护领域具有应用价值。分类概述了现有的光声成像技术，阐述了光声成像技术在文物保护领域的发展现状及局限性，最后总结展望了光声成像技术在该领域的发展前景。

二十世纪七十年代在对铁器进行保护修复时, 文物保护修复人员根据器物的锈蚀程度对器物进行了清洗、除锈、脱盐、粘接、封护等处理。时隔四十多年, 再次审视和查看当年保护修复过的四件铁器时, 为了更科学地了解当时使用的保护修复材料的现状, 本工作采用傅里叶变换显微红外光谱(Micro-FTIR)和热裂解气相色谱-质谱(Py-GC/MS)分析了铁器上的保护修复材料: 粘接剂和封护剂。显微红外非常适合分析微量有机物。Py-GC/MS在分析样品时无需对样品进行前处理, 可直接对样品进行热裂解分析;该方法操作比较简单、灵敏度高、能实现多组分混合有机样品识别, 非常适合用于评价文物上的混合有机材料。该工作既能为铁器上文物保护修复材料的现状提供科学评价方法, 也为评价过去使用过的保护修复方法、铁器的长久保存提供重要的指导。