石墨烯新用途！納米材料保護壁畫

石墨烯新用途！納米材料保護壁畫

一直以來，作為寶貴財富的古代館藏壁畫日益受到嚴重的損壞。由于極好的兼容性，無機納米材料[如納米Ca(OH)2]作為一種具有良好前景的壁畫保護材料而受到廣泛關(guān)注。然而，到目前為止，其合成方法仍然成本高，操作復(fù)雜，而且通常使用有機溶劑。此外，Ca(OH)2的粒徑大、碳化慢、加固強度低等問題仍未得到解決。



近日，材料領(lǐng)域權(quán)威期刊Advanced Functional Materials在線發(fā)表了西工大納米能源材料研究中心題為“Graphene-Enhanced Nanomaterials for Wall Painting Protection”的研究性論文，并被選為封面類文章。該論文以中心博士研究生朱金萌為第一作者，魏秉慶教授和李炫華教授為通訊作者。



Advanced Functional Materials創(chuàng)刊于2001年,由德國Wiley-VCH出版社出版，是材料學(xué)領(lǐng)域最具影響力的期刊之一，期刊論文評選嚴格，在納米材料、物理、化學(xué)等領(lǐng)域都具有很大學(xué)術(shù)影響力。當前影響因子為13.32。

本工作通過采用簡便經(jīng)濟的水溶液方法巧妙地合成Ca(OH)2/石墨烯量子點(GQD)[Ca(OH)2/GQD]雜化納米材料，提出了全新的壁畫保護概念“石墨烯增強納米材料對壁畫的保護”。研究結(jié)果顯示，Ca(OH)2/GQD納米材料的顆粒?。s80納米）、尺寸均勻，且對壁畫顏料具有強的粘附性。更重要的是，由于GQD的存在，Ca(OH)2完全碳化成一種穩(wěn)定的“方解石”相，該相對于壁畫加固十分重要。



此外，Ca(OH)2/GQD具有抗紫外線能力。比較結(jié)果顯示，Ca(OH)2/GQD雜化納米材料相對已報到的氫氧化鈣保護材料具有更好的保護效果，開辟了新興二維納米材料應(yīng)用于文化遺產(chǎn)保護新的方向。本工作得到了陜西省重點科技創(chuàng)新團隊計劃項目、國家自然科學(xué)基金、陜西省自然科學(xué)研究項目、陜西省石墨烯聯(lián)合實驗室和西北工業(yè)大學(xué)凝固技術(shù)國家重點實驗室研究基金的資助。



另外，中心博士研究生張媛媛在魏秉慶教授的指導(dǎo)下在有機壁畫保護材料方面也取得了相應(yīng)進展，已發(fā)表了Hybrids of CNTs and Acrylic Emulsion for the Consolidation of Wall Paintings和Environment-Friendly Poly(2-Ethyl-2-Oxazoline)as an Innovative Consolidant for Ancient Wall Paintings兩篇研究性論文。



納米能源材料研究中心首席科學(xué)家魏秉慶教授于2014年基于陜西省豐富的文物資源，發(fā)揮團隊在納米材料研究方面的優(yōu)勢，創(chuàng)新性的提出“材料科學(xué)與文物保護研究”這一新的研究方向。并于2015年，聯(lián)合陜西歷史博物館、陜西省考古研究院共同獲批陜西省重點科技創(chuàng)新團隊，研究納米技術(shù)在館藏壁畫保護中的應(yīng)用。2016年，西北工業(yè)大學(xué)與陜西歷史博物館聯(lián)合申報的“館藏壁畫保護修復(fù)與材料科學(xué)研究”國家文物局重點科研基地獲批成立。研究團隊經(jīng)過長時間的科研攻關(guān)，取得了多項研究成果。除了發(fā)表上述論文以外，已申請國家專利12項，授權(quán)2項。目前研發(fā)的壁畫修復(fù)納米材料已成功應(yīng)用于3處著名的唐墓壁畫的保護中，取得了良好的效果。

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