灵沼轩，位于故宫延禧宫内，建于1909年，是故宫内仅存的以砖石和金属为主体结构的西洋式建筑，其保护工作面临极大挑战。在应对灵沼轩修缮工作的过程中，由故宫博物院和希腊研究与技术基金会旗下的电子结构与激光研究所联合共建的中国—希腊文物保护技术“一带一路”联合实验室（以下简称“联合实验室”）发挥了重要作用。自2020年建立以来，联合实验室致力于解决中希两国在文化遗产保护领域的共性技术问题，推动国际科技合作与文明交流互鉴。在中希双方团队的共同努力下，联合实验室在激光清洗、高光谱成像、无损检测、数字化技术等多个方向取得突破，形成了“科研-装备-标准-应用”全链条创新体系。

　　文物保护的“手术刀”

　　多参量调控文物激光清洗技术

　　灵沼轩是一座始终没有竣工的建筑，不仅露天的大理石外墙等构件要遭受空气和雨水的侵袭，周围的钢制骨架还面临着锈蚀物的污染。在考虑清理这些污染物时，精细、可控以及不损伤文物历史风貌是首要条件。在这些领域，联合实验室重点研究的激光清洗技术相较于传统的石质文物清洗方法具有明显优势。在过去的几年里，激光清洗技术一直是中希双方研究的重点之一。希腊在文物激光技术应用方面拥有深厚的理论基础并且积累了丰富的实践经验，20年前就已经开始对雅典卫城中的大理石雕像进行激光清洗。中国同样是文化遗产大国，有大量的石质文物亟须进行清理保护，在各类石质文物病害的表征分析和传统保护手段方面有着完善的研究和应用体系。在这样的背景下，双方共同搭建了一套多参量调控文物激光清洗装备，能够实现多种波长的激光复合作用以及多种激光参数的灵活调控。

　　故宫博物院文保标准部副研究馆员李晨毓介绍，联合实验室研究团队分别针对石质、金属和陶瓷等材质的模拟样品和文物本体残块进行了激光清洗实验，测定损伤阈值，开展文物的适用性研究，均取得了不错的效果。其中，对石质样品的清洗尤其成功，在清洗石质文物表面黑色结壳污染物、暗黄色污染物和油漆点时几乎不会损伤基体，未来这项技术有望在更大范围示范应用。

　　文物保护的“重生术”

　　文物三维数字化技术

　　文物三维数字化是通过数字技术采集文物形态空间信息和颜色信息、加工制作纹理模型的过程。通过对文物的三维数字化，将文物的外观形态和外观颜色转化为数字信息，不仅能实现文物的数字化存档，而且可以为文物保护、研究、展示等提供更大的便利和更丰富的手段。

　　文物三维数字化的主要技术方法是三维扫描和摄影测量多图像三维重建。针对传统三维扫描获取文物颜色信息存在不足，以及摄影测量存在几何精度不足的问题，联合实验室自主研发了一种将二者相结合的新方法，通过激光扫描获取文物精确尺寸，而后结合摄影测量方法，采集文物高精度影像，并将模型与影像结合，在提升效率和精度的同时，获得高还原度的颜色，实现了高精度几何信息与高还原度颜色信息的融合。联合实验室研究团队将灵沼轩作为石质文物三维数字化保护研究对象，得到其三维纹理模型成果只用了一周，模型97%的点位偏差小于1毫米，石雕上深度为0.3毫米的刻痕都能清晰还原，为未来修缮提供毫米级数据支撑。此外，新的超高清三维数字化技术也为三星堆青铜器修复工作提供了精准的数据支撑与方案制定。

　　文物保护的“透视眼”

　　高光谱成像技术

　　书画类文物是中华文明的瑰宝，承载着数千年的历史与智慧，是中华民族精神与审美情趣的集中体现。将成像技术与光谱技术相结合的高光谱成像技术是书画类文物保护的最新研究方向之一。高光谱成像技术可以同时获得图像和反射光谱，有助于书画文物的病害调查、修复痕迹和模糊不清画面的识别，以及颜料和胶结剂成分的鉴别。基于此技术，联合实验室开发了文物专用高光谱自动扫描系统，为文物保护修复提供了新思路。

　　依托联合实验室的分析技术与科研协作平台，故宫博物院采用高光谱成像技术和 X 射线荧光光谱技术，对故宫博物院藏丁观鹏《释迦及十六尊者像轴—第三拔纳拔西尊者图》开展了联合研究：从短波红外1805纳米处的高光谱图像，可观察书画的起稿线；经光谱角填图（SAM）和光谱信息散度算法（SID）得到的图像可分析出红色颜料为朱砂，蓝色颜料为石青，青绿色颜料中含有靛蓝。这些分析结果为这一文物的研究、保护和修复提供了更加科学的依据。目前，联合实验室基于这一系统正在开发用于书画、青铜器等类文物病害识别与劣化程度评估的无损检测方法及其技术标准，这将在文物诊断、文物修复等方面发挥重要作用。

　　科研合作的新平台

　　理念交流与人才培养

　　2021年10月23日，联合实验室三星堆工作站在三星堆祭祀区发掘现场揭牌成立。工作站在三星堆遗址考古发掘现场青铜器保存环境电化学信息监测、青铜器病害综合评估、青铜器腐蚀机理研究、青铜器保存现状监测、文物清理与修复、青铜器数字化虚拟修复研究等方面开展了多项工作。

　　这些工作既有对青铜器宏观的保护与修复，也包括对微观结构和机理的探索。例如针对青铜器出土后颜色改变等问题，与四川省文物考古研究院合作，通过电化学监测与模拟实验室等方法，在祭祀坑现场开展青铜器保存现状评估研究，初步判断颜色的改变应主要归因于表面失水；在此基础上进一步研究三星堆青铜器锈蚀微观机理，先后对100余件青铜器表面锈蚀产物的种类与分层结构进行了分析， 对青铜器的金属基体、锈蚀产物、附着物的组成与成分进行了科学揭示，将“科技之光”应用于故宫内外。

　　文化遗产是全人类共同的财富。联合实验室正是在联合研究与对话中，不断激发创新活力，推动文物保护技术的国际化发展，为全球文化遗产的保护和传承作出更大的贡献。