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注。然而，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。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，材料領域權威期刊Advanced Functional Materials在線發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創刊于2001年,由德國Wiley-VCH出版社出版，是材料學領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、化學等領域都具有很大學術影響力。當前影響因子為13.32。

本工作通過采用簡便經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用于文化遺產保護新的方向。本工作得到了陜西省重點科技創新團隊計劃項目、國家自然科學基金、陜西省自然科學研究項目、陜西省石墨烯聯合實驗室和西北工業大學凝固技術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下在有機壁畫保護材料方面也取得了相應進展，已發表了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家魏秉慶教授于2014年基于陜西省豐富的文物資源，發揮團隊在納米材料研究方面的優勢，創新性的提出“材料科學與文物保護研究”這一新的研究方向。并于2015年，聯合陜西歷史博物館、陜西省考古研究院共同獲批陜西省重點科技創新團隊，研究納米技術在館藏壁畫保護中的應用。2016年，西北工業大學與陜西歷史博物館聯合申報的“館藏壁畫保護修復與材料科學研究”國家文物局重點科研基地獲批成立。研究團隊經過長時間的科研攻關，取得了多項研究成果。除了發表上述論文以外，已申請國家專利12項，授權2項。目前研發的壁畫修復納米材料已成功應用于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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