30年来，在秦陵秦俑文物研究和遗址保护、文物库房的温湿度监测、防霉保护等方面，探索出有效的方法并付诸实施。这些成果集中体现在《秦俑学研究·秦陵编》《秦俑学研究·保护编》《秦始皇陵文物保护研究》《出土彩绘文物关键技术研究》等书中。这些论著既是工作经验的总结梳理，也为秦陵秦俑保护研究提供了技术参考。[49]
秦兵马俑出土时，只有极少数陶俑保存着少量色彩，而在发掘时有的彩绘脱离俑体与土块粘连在一起，如果保护不好与俑体连为一体的彩绘，瞬间会出现卷起、龟裂、起泡、脱落等现象。研究得知，彩绘损坏的原因是颜料颗粒之间及彩绘层次之间黏附力很微弱，特别是底层（生漆）对失水非常敏感，在干燥过程中底层剧烈收缩，引起底层起翘卷曲，造成整个彩绘层脱离陶体。因此，彩绘保护的关键是稳定漆层，保护方法必须包含防皱缩和加固两个方面，最有效的彩绘保护方法是：一为PEG200和聚氨酯乳液联合处理法，一是单体材料渗透、电子束固化的保护方法。单体材料的分子量小，容易渗入陶体表面，且没有黏性，但用电子束照射聚合后，形成高分子材料，其保护效果最好。利用PEG200和聚氨酯乳液联合处理法，能防止生漆层收缩，并改善生漆层的性能，如同甘油一般，对俑的“皮肤”起到柔化作用，并减慢其干燥速度，使陶俑彩绘易于保护。
1990年，秦俑博物馆与德国巴伐利亚州文物局合作，成立“秦俑彩绘文物保护科研课题组”。中德合办了三次“秦俑及彩绘文物保护与研究国际学术研讨会”。[50]2004年，“秦俑彩绘保护研究项目”获得国家科技进步二等奖。该项目“技术资料齐全，数据翔实可靠，科技含量高。其成果易于推广应用，社会效益和经济效益显著，达到了国际领先水平”。[51]
2006年，陶质彩绘文物保护国家文物局重点科研基地设在秦俑博物馆。到2016年，秦陵博物院承担的《考古发掘现场出土脆弱遗迹临时固型材料研究》获国家“十二五”文物保护和技术创新奖一等奖。该项目来源于“十二五”国家科技支撑计划重点课题《出土陶质彩绘文物保护关键技术研究》及国家重点基础研究发展计划课题《脆弱性硅酸盐质文化遗产保护关键科学与技术基础研究》，由秦陵博物院等8家单位承担，主要针对临时加固和可控去除技术对提取材料的有效性、安全性及可控去除性的要求以及被提取脆弱文物的特点，聚焦薄荷醇及其衍生物作为目标材料进行研究。该项目对提高我国考古发掘现场脆弱遗迹提取的技术与装备水平具有重要意义。
秦陵博物院承担的《遗址博物馆环境监测与调控关键技术研究》项目针对遗址博物馆保护形式单一、缺少科学的预防性保护手段等问题，研制出国内唯一的开放式和封闭式多场耦合实验舱，为遗址博物馆文物的预防性保护提供了系统解决方案。(www.xing528.com)
2006年以来，秦陵博物院与英国伦敦大学考古学院合作，对秦陵出土文物，主要是陶俑和青铜兵器，进行多学科的综合研究，借助硅橡胶翻模、电子扫描显微镜、XRF分析仪、能谱分析、拉曼光谱和岩相分析等手段，利用计算机软件的强大数据处理功能，提取遗迹及相关陶制、金属制品背后所蕴含的有关秦代社会及手工业生产信息，探讨在修建秦陵过程中，其手工业生产的原材料来源、生产加工技术、作坊管理、库存、运输及俑坑布局过程中的管理模式，进而探讨当时的专业化、标准化程度及相关的劳动力组织。2011年，秦陵博物院与英国伦敦大学考古学院等联合组织“秦时期的冶金及相关社会考古学含义国际学术研讨会”，对秦时期的金、银、铜、铁等各类金属制品从考古学和科技分析角度进行探讨，为秦陵秦俑文物保护、秦代史学研究的深入开展打开了新视角。[52]
2009年以来，为配合秦俑一号坑第三次考古发掘工作，针对考古现场脆弱文物与遗迹众多的现状，提出将其完整、安全、有效地提取到实验室进行永久保护的思路。秦陵博物院等单位承担“十二五”国家科技支撑计划以及国家重点基础研究发展计划（973计划）课题，探索出应用左旋薄荷醇作为临时固型材料对考古发掘现场脆弱遗迹提取的技术路径。[53]
近年来，物探遥感方法应用于秦始皇帝陵勘探、调查工作中。[54]秦陵博物院与德国巴伐利亚州文物局、比利时杨森公司、美国强生公司、美国沙漠研究所、伦敦大学、牛津大学、西北大学、陕西师范大学等单位合作，在文物保护、修复、土遗址加固、遗迹防霉、小气候环境研究以及秦考古、历史等方面做了大量探索性工作，为文物遗址的科学保护提供了保障。
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