利用石墨烯量子點,讓古墓壁畫更“長壽”!
價值連城的古代館藏壁畫正受到日益嚴重的損壞。而由于具有極好的兼容性,無機納米材料(如納米氫氧化鈣)作為一種前景良好的壁畫保護材料受到廣泛關(guān)注。但到目前為止,其合成方法仍然成本高,操作復雜,而且通常使用有機溶劑。 西北工業(yè)大學納米能源材料研究中心教授魏秉慶團隊近日在《先進功能材料》上發(fā)表論文稱,他們利用簡便經(jīng)濟的水溶液,巧妙地合成了氫氧化鈣/石墨烯量子點雜化納米材料,并將其成功應用于3處著名唐墓壁畫的保護中,取得了良好的效果。 “研究人員通過合成氫氧化鈣/石墨烯量子點雜化納米材料,提出了全新的壁畫保護概念。研究結(jié)果顯示,雜化納米材料的顆粒小、尺寸均勻,具有強粘附性,使壁畫加固更可行。”魏秉慶說,此外,雜化納米材料還具有抗紫外線能力,比無機材料具有更好的保護效果。 可更好更長時間延長壁畫壽命 “壁畫的結(jié)構(gòu)由外而內(nèi)主要包括顏料層、白灰層、草泥層、磚墻層,白灰層的主要成分是碳酸鈣!蔽罕鼞c介紹,而白灰層容易失效導致壁畫表層受損。 魏秉慶告訴科技日報記者,壁畫保護材料主要分為有機和無機兩大類。有機保護材料與壁畫本體兼容性差、長時間使用容易老化、變脆變黃,導致機械性下降。同時,由于形成的膜不透氣,壁畫最終會膨脹、粉化,從而造成壁畫不可修復。 而氫氧化鈣等無機保護材料具有兼容性好、耐老化等優(yōu)點。在施加到壁畫表面后,氫氧化鈣會與空氣中的二氧化碳反應生成碳酸鈣從而與白灰層融為一體,提高白灰層的強度,起到保護作用。通過進一步將氫氧化鈣納米化后,其表面活性及穩(wěn)定性大幅增加,可以更好更長時間延長壁畫的壽命。 水溶液方法巧妙合成雜化納米材料 自2000年意大利學者提出納米氫氧化鈣保護壁畫以來,中外學者用了近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合成納米氫氧化鈣!叭欢侥壳盀橹梗铣傻臍溲趸}仍舊存在著尺寸大、滲透性差等不足!眻F隊成員朱金萌對記者說,此外,碳化慢、加固強度低等問題仍未得到有效解決。 圍繞這一問題,魏秉慶團隊經(jīng)過長時間系統(tǒng)研究,創(chuàng)造性引入石墨烯量子點。 “利用石墨烯量子點表面活性劑的限域效應,有效調(diào)控了氫氧化鈣的成核生長動力學速率,從而實現(xiàn)了氫氧化鈣納米材料的可控合成,突破了困擾研究者們多年的瓶頸問題!蔽罕鼞c說。 |