高科技让文物重获新生
2016年1月，纪录片《我在故宫修文物》在央视开播后，打破了纪录片不卖座的僵局，有两万余人报名要去故宫修文物。同年12月，电影《我在故宫修文物》在全国上映，热度延续，上座率居高不下。近日，图书《我在故宫修文物》的出版，更是引来广大读者的疯狂抢购，文物修复再度成为人们关注的热点。其中，文物工作机构和文物工作者采用的纳米技术、三维视频扫描技术、高光谱成像技术和X射线衍射仪等大量的现代高科技手段对文物进行保护和修复，更是牢牢地抓住了观众和读者的目光。
1.用“纳米技术”修复文物
在北京的大街小巷、园林等地分布有三万多件石质文物，而古崖居、云居寺、天坛等地的石刻风化非常严重。北京石刻博物馆对北京市十个区县及十三陵区域的石刻文物现状进行抽样调查，抽样结果显示，777件石质文物严重风化。其中，古崖居和天坛的石质文物严重风化率分别达到了60%和50%，而且古崖居的风化层深度达到了3厘米。同时，人为的踩踏、刻字题名、偷盗等破坏行为，以及酸雨腐蚀、人口密度增加等自然因素，都给石质文物造成了不同程度的损害。
为了挽救濒临危险的文物，石刻博物馆采用纳米技术对石质文物进行了保护。方法很简单，就是在石质文物的表面防水层刷上一层纳米材料，深度达到二十毫米左右。被刷过纳米材料文物的整体表面载重量加重不到千分之二，不会对文物造成影响，也不会改变石质文物表面的外观，但能增强文物的抗紫外线能力，防止微生物腐蚀。目前，该项技术已在北京市的石质文物保护中得到推广。
2.利用“三维视频扫描技术”复原文物
山西省新绛县城西北17公里的地方，有一个号称“中国历史文化名村”的光村，此村坐落着我国重点文物保护单位福胜寺。此寺院始建于北齐天统年间(公元565年至569年)，距今约有1500年历史，寺内现存放有元代、明代佛教人物塑像23尊和南海观世音塑像1尊。观音造像为悬塑类造像，在古代雕塑艺术中极为罕见，山西仅此一例，被收入《中国美术全集(古代雕塑卷)》中，受到国内外美术专家赞誉。
这23尊佛教人物塑像和南海观世音塑像，由于大气污染、粉尘积聚、保存环境温度与湿度变化，彩塑出现了彩绘层龟裂、空鼓、色彩脱落等问题。为了让塑像恢复昔日光彩，新绛县文物部门与中国文化遗产研究院合作，首次利用“三維激光扫描技术”对塑像进行全面修复。
“三维激光扫描技术”是近几年兴起的高新测绘技术，也是目前最精细和最快捷的文物档案保存手段之一。它的原理是将残缺文物的相应部分分别进行三维扫描，然后虚拟拼接在一起，并依据相关历史资料对损毁部分进行虚拟修复，从而重现文物的历史原貌。
如果用传统的考古绘制线图方法修复福胜寺的这些塑像，经常需要人工拉基线和网格，这样会存在差异，出现结果不精确等情况，而“三维激光扫描”是高精度扫描，不仅能够采集到精确数据，还不会损害文物本身。
3.用高光谱成像技术
“护驾”文物修复
所谓高光谱图像，就是在光谱维度上进行细致分割，不仅是传统的黑、白或者R、G、B的区别，而是在光谱维度上有N个通道。如我们可以把400纳米～1000纳米分为300个通道。通过高光谱设备获取到的是一个数据立方，不仅有图像的信息，在光谱维度上进行展开，还可以获得任一谱段的影像信息。
北京故宫有一幅《崇庆皇太后八旬万寿图》藏品，该画描绘的是乾隆皇帝的母亲崇庆皇太后八十大寿时现场祝寿的实景。这幅藏品历经二百五十多年之后已经非常残破，绢面有缺损断裂，甚至还有霉迹。要想恢复原作风貌，修复该画时就要了解当时所用的颜料。中科院遥感地球所高光谱研究团队利用高光谱扫描仪对这幅古画颜料进行了扫描，提取了古画颜料信息，由此推算出当初绘画所用矿物原料的种类。根据不同颜料产地光谱曲线的差异，科技人员反推出颜料的产地，为修复选用精准颜料提供了依据。
通过高光谱成像技术分析这幅古画，不仅没有损害文物本身，还能帮助文物修复专家了解古书画的颜料组成、绘画技法，甚至及早发现书画潜在的病害信息。这幅《崇庆皇太后八旬万寿图》古画经过修复后，栩栩如生，效果非常理想。
4.巧用X射线衍射仪
让文物“增寿”
X射线衍射仪是一种波长(0.06纳米～20纳米)很短的电磁波，能穿透一定厚度的物质，并能使荧光物质发光、照相机乳胶感光、气体电离。X射线衍射仪普遍应用于医学上，可是现在文物机构和文物工作者把它应用到了文物修复上。
故宫博物院是中国明清两朝皇宫，无数的奇珍异宝汇聚其中，院内收藏有184万余件(套)文物，其中珍贵文物占总量的93.2%，是世界上收藏铜器、陶瓷最多的博物馆，同时收藏了大量的石质造像，以及数量众多、体量巨大的建筑石质构件。馆藏的文物不仅历经数百年乃至上千年的沧桑，而且由于光照、空气恶化等原因加速了文物的老化。
为了给故宫博物院的馆藏文物“增寿”，故宫博物院使用了大样品室环境扫描电子显微镜、粉末X射线衍射仪、波长色散X射线荧光光谱仪、能量色散X射线荧光光谱仪和显微共聚焦激光拉曼光谱仪等五个大精密仪器。这些仪器功能强大、分辨率高、分析技术全面，给予故宫博物院这所“文物医院”强大的补充。故宫博物院正是巧妙利用X射线衍射仪等科学仪器，对院内收藏的明清不同朝代的青花瓷器等文物进行了修复和保护，使得这些文物能够“增寿”。
随着现代高科技在文物修复和保护过程中的广泛应用，文物病害的诊断、文物的预防性保护和文物修复不再成为难题。那些曾经被岁月和风霜雨雪侵蚀过的文物，经过文物工作者的修复和保护，必将获得新生并放射出更加迷人的光彩! (黄增强)
1.用“纳米技术”修复文物
在北京的大街小巷、园林等地分布有三万多件石质文物，而古崖居、云居寺、天坛等地的石刻风化非常严重。北京石刻博物馆对北京市十个区县及十三陵区域的石刻文物现状进行抽样调查，抽样结果显示，777件石质文物严重风化。其中，古崖居和天坛的石质文物严重风化率分别达到了60%和50%，而且古崖居的风化层深度达到了3厘米。同时，人为的踩踏、刻字题名、偷盗等破坏行为，以及酸雨腐蚀、人口密度增加等自然因素，都给石质文物造成了不同程度的损害。
为了挽救濒临危险的文物，石刻博物馆采用纳米技术对石质文物进行了保护。方法很简单，就是在石质文物的表面防水层刷上一层纳米材料，深度达到二十毫米左右。被刷过纳米材料文物的整体表面载重量加重不到千分之二，不会对文物造成影响，也不会改变石质文物表面的外观，但能增强文物的抗紫外线能力，防止微生物腐蚀。目前，该项技术已在北京市的石质文物保护中得到推广。
2.利用“三维视频扫描技术”复原文物
山西省新绛县城西北17公里的地方，有一个号称“中国历史文化名村”的光村，此村坐落着我国重点文物保护单位福胜寺。此寺院始建于北齐天统年间(公元565年至569年)，距今约有1500年历史，寺内现存放有元代、明代佛教人物塑像23尊和南海观世音塑像1尊。观音造像为悬塑类造像，在古代雕塑艺术中极为罕见，山西仅此一例，被收入《中国美术全集(古代雕塑卷)》中，受到国内外美术专家赞誉。
这23尊佛教人物塑像和南海观世音塑像，由于大气污染、粉尘积聚、保存环境温度与湿度变化，彩塑出现了彩绘层龟裂、空鼓、色彩脱落等问题。为了让塑像恢复昔日光彩，新绛县文物部门与中国文化遗产研究院合作，首次利用“三維激光扫描技术”对塑像进行全面修复。
“三维激光扫描技术”是近几年兴起的高新测绘技术，也是目前最精细和最快捷的文物档案保存手段之一。它的原理是将残缺文物的相应部分分别进行三维扫描，然后虚拟拼接在一起，并依据相关历史资料对损毁部分进行虚拟修复，从而重现文物的历史原貌。
如果用传统的考古绘制线图方法修复福胜寺的这些塑像，经常需要人工拉基线和网格，这样会存在差异，出现结果不精确等情况，而“三维激光扫描”是高精度扫描，不仅能够采集到精确数据，还不会损害文物本身。
3.用高光谱成像技术
“护驾”文物修复
所谓高光谱图像，就是在光谱维度上进行细致分割，不仅是传统的黑、白或者R、G、B的区别，而是在光谱维度上有N个通道。如我们可以把400纳米～1000纳米分为300个通道。通过高光谱设备获取到的是一个数据立方，不仅有图像的信息，在光谱维度上进行展开，还可以获得任一谱段的影像信息。
北京故宫有一幅《崇庆皇太后八旬万寿图》藏品，该画描绘的是乾隆皇帝的母亲崇庆皇太后八十大寿时现场祝寿的实景。这幅藏品历经二百五十多年之后已经非常残破，绢面有缺损断裂，甚至还有霉迹。要想恢复原作风貌，修复该画时就要了解当时所用的颜料。中科院遥感地球所高光谱研究团队利用高光谱扫描仪对这幅古画颜料进行了扫描，提取了古画颜料信息，由此推算出当初绘画所用矿物原料的种类。根据不同颜料产地光谱曲线的差异，科技人员反推出颜料的产地，为修复选用精准颜料提供了依据。
通过高光谱成像技术分析这幅古画，不仅没有损害文物本身，还能帮助文物修复专家了解古书画的颜料组成、绘画技法，甚至及早发现书画潜在的病害信息。这幅《崇庆皇太后八旬万寿图》古画经过修复后，栩栩如生，效果非常理想。
4.巧用X射线衍射仪
让文物“增寿”
X射线衍射仪是一种波长(0.06纳米～20纳米)很短的电磁波，能穿透一定厚度的物质，并能使荧光物质发光、照相机乳胶感光、气体电离。X射线衍射仪普遍应用于医学上，可是现在文物机构和文物工作者把它应用到了文物修复上。
故宫博物院是中国明清两朝皇宫，无数的奇珍异宝汇聚其中，院内收藏有184万余件(套)文物，其中珍贵文物占总量的93.2%，是世界上收藏铜器、陶瓷最多的博物馆，同时收藏了大量的石质造像，以及数量众多、体量巨大的建筑石质构件。馆藏的文物不仅历经数百年乃至上千年的沧桑，而且由于光照、空气恶化等原因加速了文物的老化。
为了给故宫博物院的馆藏文物“增寿”，故宫博物院使用了大样品室环境扫描电子显微镜、粉末X射线衍射仪、波长色散X射线荧光光谱仪、能量色散X射线荧光光谱仪和显微共聚焦激光拉曼光谱仪等五个大精密仪器。这些仪器功能强大、分辨率高、分析技术全面，给予故宫博物院这所“文物医院”强大的补充。故宫博物院正是巧妙利用X射线衍射仪等科学仪器，对院内收藏的明清不同朝代的青花瓷器等文物进行了修复和保护，使得这些文物能够“增寿”。
随着现代高科技在文物修复和保护过程中的广泛应用，文物病害的诊断、文物的预防性保护和文物修复不再成为难题。那些曾经被岁月和风霜雨雪侵蚀过的文物，经过文物工作者的修复和保护，必将获得新生并放射出更加迷人的光彩! (黄增强)