近日，西北工業(yè)大學(xué)納米能源材料研究中心的材料科學(xué)家采用石墨烯增強(qiáng)納米材料對(duì)壁畫(huà)進(jìn)行保護(hù)和修復(fù)，探索出了新材料與新技術(shù)在文物保護(hù)中的新作用。

壁畫(huà)是人類(lèi)社會(huì)發(fā)展的寶貴財(cái)富，主要包括建筑壁畫(huà)、石窟壁畫(huà)和墓葬壁畫(huà)。其中大量的墓葬壁畫(huà)出現(xiàn)很多病害，需要修復(fù)。西北工業(yè)大學(xué)教授李炫華介紹，通常情況下都會(huì)采用無(wú)機(jī)納米材料進(jìn)行壁畫(huà)保護(hù)，如納米氫氧化鈣等。中外學(xué)者用了近20年的努力，嘗試了水溶液法、醇溶液法、微乳液法和鈣金屬法等方法來(lái)合成納米氫氧化鈣，但截至目前合成的氫氧化鈣仍存在尺寸大、滲透性差、穩(wěn)定性差、難以純化、操作復(fù)雜、成本高等缺點(diǎn)。

圍繞這個(gè)困擾了科學(xué)家近20年的問(wèn)題，李炫華課題組提出了一個(gè)新思路，他們利用石墨烯量子點(diǎn)表面活性劑的限域效應(yīng)，有效調(diào)控了氫氧化鈣的成核生長(zhǎng)動(dòng)力學(xué)速率，讓氫氧化鈣納米材料“可控合成”。

李炫華表示，納米材料的合成方法主要有氣相法、固相法和液相法。相比于其他兩種方法，液相法具有明顯優(yōu)勢(shì)。“這個(gè)方法操作方便，合成工藝簡(jiǎn)單、成本低，特別是水溶液具有綠色環(huán)保的特點(diǎn)。更重要的是，壁畫(huà)保護(hù)材料通常需要分散到溶液中，利用噴涂、刷涂、注射的方式施加到壁畫(huà)表面，這也有利于大規(guī)模壁畫(huà)的保護(hù)，極大提高了使用效率。”李炫華介紹說(shuō)。因此，科研人員用水溶液方法巧妙合成了“氫氧化鈣/石墨烯量子點(diǎn)”雜化納米材料。

研究結(jié)果顯示，該材料顆粒約為80納米，尺寸均勻，并且對(duì)壁畫(huà)顏料具有強(qiáng)的黏附性，具備抗紫外線能力。更重要的是，由于石墨烯量子點(diǎn)的增強(qiáng)作用，氫氧化鈣納米材料完全碳化成一種穩(wěn)定的“方解石”相，對(duì)于壁畫(huà)加固十分重要。

在4年多科研工作中，納米能源材料研究中心與陜西省考古研究院、陜西歷史博物館等單位強(qiáng)強(qiáng)聯(lián)合，取得了壁畫(huà)保護(hù)材料新突破，申請(qǐng)國(guó)家發(fā)明專(zhuān)利12項(xiàng)，授權(quán)2項(xiàng)，并成功將研發(fā)材料運(yùn)用到3處著名唐墓壁畫(huà)的加固中，取得了良好效果。

李炫華透露，在后續(xù)工作中，課題組還會(huì)繼續(xù)研發(fā)性能更加優(yōu)異的壁畫(huà)保護(hù)材料，并進(jìn)一步擴(kuò)大這些材料的應(yīng)用范圍，希望有更多待修復(fù)的古代壁畫(huà)獲得有效保護(hù)。此外，他們還會(huì)探討這些材料在其他石質(zhì)文物、紙質(zhì)文物、骨質(zhì)文物乃至整個(gè)文化遺產(chǎn)保護(hù)中的可能性。

來(lái)源：中國(guó)化工報(bào)