博物馆展柜为文物打造洁净安全的“家”

我国是文物大国，光是上海博物馆就有珍贵文物13万件，馆藏文物总数达101万件。保护好这些珍贵而脆弱的文物成为吴来明和同事们的工作重点。

“保护好文物，不是坏了再维修，必须是事先预防性保护。”吴来明说，他们基于文物预防性保护原则，立足博物馆文物藏展的实际状况和潜在需求，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与产品，进行实施示范应用，在理论和技术上获得一批创新性研究成果。

这些研究成果在2008年奥运期间《奇迹天工——中国古代发明创造文物展》、2010年上海世博会中国国家馆与城市足迹馆及世博会博物馆参展文物环境监控、云南省博物馆《滇青铜器》展环境调控等重大项目中获得成功，预防性保护了一大批珍贵馆藏文物。

建立基于“洁净”概念的馆藏文物保存环境体系

“全国馆藏文物腐蚀损失调查”项目研究结果显示，我国有文物博物馆收藏文物中，50.66%存在不同程度的病害，尤其对环境因素敏感的纺织品、纸质、竹木漆器等有机质地文物，中度以上病害发生率占半数以上，文物腐蚀损失状况相当严重并呈加重趋势。而博物馆藏品受损的主因是环境因素，自然环境恶化或人为因素作用严重影响到博物馆环境质量，造成了文物材料劣化。如气候剧烈变化、空调系统措施不当，造成博物馆微环境温、湿度大幅波动，展柜、储藏柜、囊匣等制作材料及装饰装修材料等散发污染物破坏博物馆微环境空气质量，过度照明引起文物退色等。

“有效监测、评价、净化和调控博物馆微环境质量，是预防性保护珍贵文物的主要途径。为此，我们建立了基于‘洁净’概念的馆藏文物保存环境体系，满足文物保存‘稳定、洁净’需求，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，达到长久保存文物的目的。”吴来明说。

2010年，来自世界多个国家和国内多地的300多件（套）珍贵文物汇集上海世博会，包括有国宝级文物清明上河图、铜兵马车等。上海世博会文物展从4月初布展直到10月结束，经历梅雨、高温等季节，大部分展厅不是恒温恒湿空调系统，是集中式中央空调系统，对湿度不能调控。

于是，吴来明和同事们在筹备阶段，就筛选、评估文物展柜装饰装修材料，提高展柜密封度；柜内所有板材采用铝塑膜封闭处理，防止污染物散发恶化展柜微环境，从源头上控制文物保存环境质量。在布展前，对文物展柜进行检测评估，采用2000公斤调湿剂和吸附剂、10台小型电子调湿器，净化和平稳展柜内微环境，并对所有展览照明进行测试和调节。

“馆内和展柜内还安装了两套、共50只温湿度、二氧化碳、照度及累计照度无线传感器。展览时，馆外温度高达三四十℃，几万人进出展厅，室内湿度快速上升。我们通过远程实时监测网发现了这个问题，马上要求把展馆内温度从24℃上升到26℃，以便把湿度从90%下降到80%。”吴来明说，2008年《奇迹天工——中国古代发明创造展》是基于“洁净”概念的文物预防性保护理念和成果的首次“试水”，上海世博会是全方位运用该理念，大面积使用无线传感网络技术对文物保存环境质量的远程、实时监控，以及采用技术手段调控文物微环境质量，为参展文物保驾护航。

在线实时监测单一污染物和复合污染物

馆藏文物保存微环境中污染物检测具有污染气体种类特殊、极限浓度低、环境空间小、安防要求高等行业特殊性。吴来明说，为此，研究开发了3项博物馆环境检测分析、实时监测和材料评价专用技术，并进行了应用实践。

其中，建立了博物馆文物保存微环境适用ppb级（百万分之一）痕量污染气体“无动力扩散采样—仪器分析”检测技术。即发明一种新型无动力扩散采样器，对文物保存安全非常重要的微环境中痕量甲酸、乙酸污染气体采集和检测分析，一次采样还能同时对多种污染气体进行分析检测，大大缩短了检测时间，简化了检测步骤，检测灵敏度较现有标准方法提高50%。目前，该技术已授权和申请2项国家专利，颁布1项行业技术标准，起草3项行业技术标准，在50多家文博单位进行了示范应用。

为了让普通文物保管人员也能清楚知道博物馆总体污染物水平达到何种程度？吴来明带领团队发明了高选择性、高灵敏度、高稳定性的低电流密度石英晶振片电极及其传感器，形成了主要气态悬浮分子污染物（AMCS）连续监测的石英晶体微天平（QCM）测试实验系统，实现在线实时监测单一污染物和复合污染物。

博物馆藏、展设施制作材料及装饰装修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。当前使用的博物馆藏展材料筛选评估测试方法，存在实验周期长达28天，目测判断有差异等问题。于是，吴来明带领团队建立了一套具有3项知识产权的博物馆藏展材料“薄膜试片法”快速评估筛选技术，实现测试过程快速和腐蚀结果数据化，有效解决了上述问题。该研究已授权或申请国家专利3项，登记1项软件著作权，起草1项行业技术标准草案，有效应用于100多种藏展材料的快速评估筛选。

研发文物保存微环境多功能调控技术

为了让文物展柜、囊匣等微环境实现“平稳、洁净”的调控，关键是研发出高效、对文物安全友好的调控材料和设备。

吴来明说，调湿剂能依靠自身吸放湿性能，感应所在空间温湿度变化，自动调节空气相对湿度，但市场上基本都是专用进口产品，价格昂贵。于是，他们通过对壳聚糖基天然高分子材料的改性和复配，开发出多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，其效果优于进口调湿剂产品。该研究共授权和申请发明专利4项，起草2项行业技术标准，发布企业标准4项，形成一条50千克/批的中试生产线。

吴来明说，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，继而开发试制二款集成式专用小型空气净化器样品，能满足文物保存微环境低浓度污染气体净化需求。并获得实用新型专利授权1项，申请发明专利1项，制定发布企业标准1项。

“我们还把这些技术集成制作成高质量、主动循环净化、超低氧保存、无线传感监测的可有效调控微环境质量的文物储藏、展示柜设施，并成功应用于上海世博会文物展和珍贵文物保护项目等。”