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引入石墨烯量子点让古墓壁画更“长寿”

时间:2018-12-06 20:24  来源:未知  阅读次数: 复制分享 我要评论

  价值连城的古代馆藏壁画正遭到日益严峻的损坏。而因为具有极好的兼容性,无机纳米材料(如纳米氢氧化钙)作为一种前景优良的壁画庇护材料遭到普遍关心。但到目前为止,其合成方式仍然成本高,操作复杂,并且凡是利用无机溶剂。

  西北工业大学纳米能源材料研究核心传授魏秉庆团队近日在《先辈功能材料》上颁发论文称,他们操纵简洁经济的水溶液,巧妙地合成了氢氧化钙/石墨烯量子点杂化纳米材料,并将其成功使用于3处出名唐墓壁画的庇护中,取得了优良的结果。

  “研究人员通过合成氢氧化钙/石墨烯量子点杂化纳米材料,提出了全新的壁画庇护概念。研究成果显示,杂化纳米材料的颗粒小、尺寸平均,具有强粘附性,使壁画加固更可行。”魏秉庆说,此外,杂化纳米材料还具有抗紫外线能力,比无机材料具有更好的庇护结果。

  可更好更长时间耽误壁画寿命

  “壁画的布局由外而内次要包罗颜料层、白灰层、草泥层、砖墙层,白灰层的次要成分是碳酸钙。”魏秉庆引见,而白灰层容易失效导致壁画表层受损。

  魏秉庆告诉科技日报记者,壁画庇护材料次要分为无机和无机两大类。无机庇护材料与壁画本体兼容性差、长时间利用容易老化、变脆变黄,导致机械性下降。同时,因为构成的膜不透气,壁画最终会膨胀、粉化,从而形成壁画不成修复。

  而氢氧化钙等无机庇护材料具有兼容性好、耐老化等长处。在施加到壁画概况后,氢氧化钙会与空气中的二氧化碳反映生成碳酸钙从而与白灰层融为一体,提高白灰层的强度,起到庇护感化。通过进一步将氢氧化钙纳米化后,其概况活性及不变性大幅添加,能够更好更长时间耽误壁画的寿命。

  水溶液方式巧妙合成杂化纳米材料

  自2000年意大利学者提出纳米氢氧化钙庇护壁画以来,中外学者用了近20年的勤奋,测验考试了水溶液法、醇溶液法、微乳液法和钙金属法等方式来合成纳米氢氧化钙。“然而到目前为止,合成的氢氧化钙仿照照旧具有着尺寸大、渗入性差等不足。”团队成员朱金萌对记者说,此外,碳化慢、加固强度低等问题仍未获得无效处理。

  环绕这一问题,魏秉庆团队颠末长时间系统研究,缔造性引入石墨烯量子点。

  “操纵石墨烯量子点概况活性剂的限域效应,无效调控了氢氧化钙的成核发展动力学速度,从而实现了氢氧化钙纳米材料的可控合成,冲破了搅扰研究者们多年的瓶颈问题。”魏秉庆说。

  新研究采用简洁经济的水溶液方式巧妙地合成“氢氧化钙/石墨烯量子点”杂化纳米材料,提出了全新的壁画庇护概念。研究成果显示,该材料颗粒小(约80纳米)、尺寸平均,且对壁画颜料具有强粘附性。因为石墨烯量子点的加强感化,氢氧化钙纳米材料完全碳化成一种不变的“方解石”相,该相对于壁画加固十分主要。

  文物庇护亟须与新材料研发慎密连系

  壁画次要包罗建筑壁画、石窟壁画和墓葬壁画。新纳米材料次要使用到墓葬壁画。墓葬壁画从时间和范畴分布都很普遍,从4200年前的石峁遗址壁画到唐、宋、元、明、清历代均有发觉墓葬壁画,无论数量和质量上都遭到人们的极大关心。

  别的唐墓壁画展现了其时社会糊口的方方面面,如服饰打扮、跳舞乐器、仪仗礼节、保守文化等,壁画庇护研究具有极为主要的意义。

  不断以来,我都城将文物庇护归类于社会科学范畴,重视人文研究而轻忽了新材料与新手艺在文物庇护中的使用研究。

  同时,受西方国度文物庇护思惟和手艺的影响,我国的文物庇护理念和材料手艺大都自创西方国度的经验。因而,若何阐扬我国理工科学者的劣势、与保守文物庇护无机连系,而且构成具有中国特色的文物庇护理念是材料科学与文物庇护研究过程中碰到的坚苦。

  西北工业大学充实操纵陕西省文物大省的劣势,与陕西省考古研究院等文保单元强强结合,立异性地将当前的新型材料手艺与保守庇护经验相连系。魏秉庆暗示,后续团队会继续研发机能愈加优异的壁画庇护材料,并进一步推广这些材料的使用范畴,让更多亟待修复的古代壁画获得无效庇护。

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  义务编纂:符雪苑

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