馆藏文物保存环境应用技术研究
“馆藏文物保存环境应用技术研究”是“十一五”国家科技支撑计划项目“文化遗产保护关键技术研究”三项课题之一，主要基于文物预防性保护原则，立足博物馆文物藏展实际状况和潜在需求，针对馆藏文物保存微环境的主要危害因素，分6个专题开展综合研究，建立了基于洁净概念的文物保存微环境评估体系的理念和内容框架，形成了具有自主知识产权的博物馆微环境采样检测、连续监测、材料评价、湿度调控、空气净化、集成控制等系列技术及相关应用产品。
馆藏文物保存环境，亦称为博物馆环境、文物微环境，是指收藏与展示各类可移动文物的相对独立的空间，包括文物库房、展厅、展柜、储藏柜（箱、盒）等小空间。博物馆环境中与文物本身具有直接而密切关系的温湿度、污染气体、光辐射、虫害和霉菌等环境因素，对文物保存有着至关重要的影响。
自1930年在意大利罗马召开的关于艺术品保护国际研讨会上提出“预防性保护”概念以来，已经在国际范围内达成了预防性地从源头上保护珍贵文物的共识，即通过对博物馆环境的有效监测与控制干预，限度地防止或减缓环境因素对文物材料的破坏作用，达到长久保存珍贵馆藏文物的目的。
虽然现代环境科学和技术获得了飞速发展，但当前我国馆藏文物预防性保护管理意识淡薄，博物馆环境质量不高，基础研究不足。污染物浓度普遍较高、温湿度波动幅度较大、环境监测和控制技术手段缺乏等问题，已经成为馆藏文物遭受劣化损害的主要原因。因此，迫切需要引进新的理念，研究建立适合行业特点的环境监测方法、评估体系、调控技术和控制指标。
本项目针对馆藏文物保存微环境的主要危害因素，分6个专题开展综合研究，建立了基于洁净概念的文物保存微环境评估体系的理念和内容框架，形成了具有自主知识产权的博物馆微环境采样检测、连续监测、材料评价、湿度调控、空气净化、集成控制等系列技术及相关应用产品。研究成果已在上海世博会文物展馆和国内多家博物馆示范应用，具有显著的社会效益和经济效益，为抑制环境因素对文物的危害作用，预防性保护博物馆珍贵文物，提升我国馆藏文物保护与传承的能力提供了技术支撑。
主要研究成果
通过跨领域、跨行业、跨部门的多学科联合与产学研相结合攻关，本项目在理论、技术、应用上获得一批创新性研究成果。共获得新产品、新材料、新工艺、新装置、计算机软件等成果16项；建立2个馆藏文物保存环境相关试验基地；形成2条调控功能材料产品中试生产线；发表论文45篇；申请国家专利12项；颁布实施行业标准1项、研制征求意见稿5项，另发布和备案8项企业标准；培养硕士研究生21名。
基于洁净概念的文物保存微环境评估体系研究
根据文物预防性保护原则，借鉴现代工业洁净室和生物洁净室技术管理体系，从多因素低浓度气态分子污染物监测与净化、湿度优先控制、技术规范等方面比对研究，建立了基于洁净概念的文物保存微环境评估体系的理念及其内容框架；倡导通过有效的质量管理、监测、评估、调控干预，抑制各种环境因素对文物的危害作用，努力使文物处于一个“稳定、洁净”安全生存环境，尽可能阻止或延缓文物的物理和化学性质改变乃至最终劣化，达到长久保存馆藏文物的目的理念；阐述文物预防性保护的“稳定”性，主要是指控制温度、湿度在适宜指标下的平稳性，防止出现较大幅度的波动，而“洁净”概念，则是指控制博物馆文物藏、展环境下的特征污染物浓度达到规定值以内；提出尽快建立馆藏文物保存环境监测长效机制建议和建设全国馆藏文物保存环境监测管理平台方案，努力提升我国馆藏文物预防性保护能力。
博物馆微环境痕量污染气体“无动力扩散采样——仪器分析”检测技术研究
污染气体数值检测是环境质量评价和有效调控的基础。馆藏文物保存微环境中污染物检测具有安防要求高、环境空间小、污染气体种类特殊及极限浓度低等行业特殊性，而现行的室内人居环境空气质量监测技术方法和标准，难以应对博物馆文物保存微环境的监测的需求。
项目组针对痕量酸性、碱性污染气体的检测，设计出新型无动力扩散采样器，获得实用新型专利授权1项；规范了无动力扩散采样和实验室分析流程，建立了一整套μg/m3（ppb）级痕量酸性、碱性污染气体“无动力扩散采样—仪器分析”技术，检测灵敏度较现有标准方法提高50%。制定发布行业技术标准《馆藏文物保存环境质量监测技术规范》1项，研制“氨的测定”和“甲酸、乙酸的测定”2项技术规范并立项列入行业标准制定计划。在近40家文博单位进行应用检测，初步构建了博物馆环境信息数据库。
基于洁净概念的文物保存微环境连续监测与评估技术研究
空气中气态悬浮分子污染物（Airborne Molecular Contaminants，AMCs）对文物具有很强的破坏作用。实时监测AMCs水平并及时作出风险评估，指导文物保存“稳定、洁净”环境调控，深入研究环境因素作用机制，是当今国际博物馆环境监测技术的发展方向。
项目组以开发基于聚合物膜修饰电极的石英晶体微天平（Quartz Crystal Microbalance，QCM）方法的AMCs连续监测与评估技术为目标，研制获得高选择、灵敏、稳定的聚苯胺膜修饰石英晶振片电极及其传感器，申请发明专利1项；建立一套“简化功能的QCM测试系统”及实验室研究装置，初步研发出石英晶体微天平测试系统，监测灵敏度和选择性满足博物馆典型AMCs连续在线监测需要，总体技术水平达到国际先进；研究提出基于洁净概念的AMCs监测评估体系框架，起草相关技术规范（草案）1项。
博物馆藏展材料快速评估筛选技术研究
博物馆藏展材料所散发的污染物是造成当前文物保存环境质量低下、引发文物劣化的最主要因素之一。为了从源头上控制文物微环境质量，迫切需要建立一种比现用Oddy测试法更为快速、简便、准确的藏展材料实验评估技术。
项目组筛选采用真空镀膜技术制备标准化、易评测、反应敏感的银与铜金属薄膜试片，申请发明专利1项；改进测试容器，获得实用新型专利授权1项；研制出腐蚀试片图像采集装置及计算机分级评判软件系统，申请发明专利、获得软件著作权登记证书各1项；研究制订薄膜试片腐蚀检测指标和分级评判标准，建立了一整套实验周期减半（＜14天）、可评测的博物馆藏展材料快速评估筛选“薄膜试片测试法”，起草相应的检测技术及质量评估规范，应用于100多种藏展材料的快速评估筛选。
博物馆微环境调控用壳聚糖基等功能材料研究
为满足我国众多文物收藏单位改善营造“稳定、洁净”的馆藏文物保存环境需求，摆脱进口产品价格昂贵局面，迫切需要研发具有自主知识产权的高效、低成本的被动型湿度调节材料和污染气体吸附材料。
项目组基于壳聚糖天然高分子材料改性和复配，开发出5种高性能壳聚糖基调湿剂、甲醛吸附剂和复合吸附调湿剂产品，形成50公斤/批中试生产线1条。调湿剂的湿容量在RH30~50%下分别为27%和10%，在RH50~70%下为36%和43%，优于进口调湿剂产品；吸附剂可净化密闭空间中的甲醛浓度低于100μg/m3，性能优于活性炭。研制的1种高效纤维调湿板，湿容量在RH30~70%下超过15%，优于进口调湿纸的10%指标，并建立了50公斤/批的中试生产线，所有产品均通过文物环境安全性检测和国家检验部门检验。另研发文物保护专用无酸纸样品及其加工工艺。本研究任务共申请发明专利4项，立项研制行业标准2项，发布企业标准4项。
基于生物质净化文物保存微环境污染物集成技术研究
当前的人居室内环境空气净化技术研究及其净化器产品发展迅速，但针对博物馆展陈微环境低浓度污染气体的净化技术和净化器产品仍是空白，迫切需要研发专用小型净化设施，提升文物微环境调控能力。
项目组通过筛选木屑、稻壳、竹屑、秸秆等生物质炭净化性能，研发了以生物质炭净化为主，复合预氧化材料、臭氧脱除剂，耦合光催化技术，对微环境中氮氧化物具有明显净化效果的集成工艺技术，申请发明专利1项；开发试制两款集成式专用小型空气净化器样品，获得实用新型专利授权1项，制定发布企业标准1项。检验该技术及装置在文物保存微环境下对NOx净化效果稳定在97%以上，同时对有机酸等其他典型污染物也具有良好的净化效果（＞90%）。
博物馆微环境多功能控制集成技术研究和一体化设施研发
高质量、可有效调控微环境质量的文物储藏/展示柜设施，是实现“基于洁净概念的文物保存微环境”的技术关键。因此需要通过实验研究提出一系列展柜质量提升解决方案，研发多功能环境调控系统及其质量管理规范。
项目组面向研发符合文物展陈预防性保护需求、综合考虑微环境调控的文物展柜系统和方案，从文物展柜的制作材料、密封结构、开启方式、锁紧机构、照明系统、调控技术、监测评估、美化装饰、模块设计等方面进行集成研究；研制出4种开启方式、6种专业照明形式、高密封度和中等密封度结构的文物展柜；开发制氮—调湿自控系统、展柜升降开启控制系统；提出并示范金属展柜“内胆式”设计与“脱卸式”装饰模式；集成被动调控材料、主动循环净化、超低氧保存、无线传感监测等技术，形成多种文物保存微环境调控展柜系统；制订相应的产品质量检测标准、功能监测技术规范。进行多项示范应用。