困擾科學家近20年的問題已由石墨烯解決
困擾科學家近20年的問題已由石墨烯解決
然而，在西北工業大學納米能源材料研究中心，有一群對壁畫保護充滿熱情的材料科學家。他們專門研究材料科學和考古學的新研究方向，研究新材料和新技術在文化遺產保護中的作用。
所以，當材料應用于壁畫保護時，有哪些問題可以解決近年來，先進功能材料中心發表論文，闡述了石墨烯增強納米材料在壁畫保護中的研究進展。
古籍壁畫是人類社會發展的寶貴財富。主要包括建筑壁畫、石窟壁畫和墓葬壁畫。
墓葬壁畫在時間和范圍上分布廣泛。從4200年前的石崖遺址壁畫到唐宋元明清，在數量和質量上都發現了墓葬壁畫，特別是唐代的墓葬壁畫，引起了人們的極大關注。
但人類面臨的一個現實問題是墓葬壁畫中存在著大量的病害，亟待修復。
西北工業大學李宣華教授在接受《中國科學雜志》采訪時表示，壁畫結構由外到內主要包括涂料層、白灰層、草泥層、磚墻層，白灰層的主要成分是碳酸鈣，隨著時間的推移，灰層逐漸消失。R易失效，造成壁畫表面損傷，需要有效的保護。
目前，壁畫保護材料主要分為有機材料和無機材料，但有機保護材料與壁畫本體的相容性較差，容易老化、脆化、發黃，力學性能下降。
同時，由于所形成的薄膜是不透水的，壁畫最終會膨脹成粉末，從而對壁畫造成不可挽回的致命破壞。
與氫氧化鈣相似的無機保護材料具有良好的相容性和抗老化性，氫氧化鈣在墻面上與空氣中的二氧化碳反應形成碳酸鈣，與白灰層融合，從而提高白灰層的強度，起到保護作用。我的角色。李宣華說。
2000年，意大利學者提出用納米氫氧化鈣保護壁畫，由于納米尺寸效應，氫氧化鈣的化學和物理性質將發生變化，表面活性和穩定性將顯著提高，保護效果將顯著提高。
李宣華對記者說，中外學者近20年來一直在嘗試用水溶液法、醇溶液法、微乳液法和金屬鈣法合成納米氫氧化鈣，但到目前為止，合成的氫氧化鈣仍存在體積大、滲透性差、體積小、體積小等缺點。R穩定性好，凈化難度大，操作復雜，成本高。
氫氧化鈣的碳化慢、補強強度低的問題一直沒有得到有效的解決。根本原因是氫氧化鈣的成核和生長動力學尚未明確，在納米氫氧化鈣的可控制備等關鍵技術上難以取得有效突破。
圍繞這個困擾科學家近20年的問題，研究小組提出了一個新的想法——引入石墨烯量子點。
利用石墨烯量子點表面活性劑的限制作用，有效調節氫氧化鈣的成核和生長動力學，從而控制氫氧化鈣納米材料的合成。
與其他兩種方法相比，液相法具有明顯的優點，該方法操作簡單，合成簡單，成本低。尤其是水溶液具有綠色環保的特點。
更重要的是，壁畫保護材料通常需要分散到溶液中，通過噴涂、刷涂和注射等方式涂抹在壁畫表面。這也有利于大規模壁畫保護的實際應用，大大提高了使用效率。
因此，研究人員采用水溶液法巧妙地合成了氫氧化鈣/石墨烯量子點混合納米材料。
結果表明，該材料的粒徑約為80納米，粒徑均勻，與壁畫顏料的粘附力強，抗紫外線能力強。
更重要的是，由于石墨烯量子點的增強，氫氧化鈣納米材料被完全碳化成一個穩定的方解石相，這對壁畫的加固非常重要。
陜西省文物資源豐富。2014年，西北工業大學納米能源材料研究中心首席科學家魏炳清教授充分發揮了團隊在納米材料研究方面的優勢，提出了材料科學與文物保護的新研究方向。
李宣華承認，受西方國家文物保護思想和技術的影響，我國大部分文物保護概念和材料都借鑒了西方國家的經驗。
因此，如何充分發揮中國理工科學者的優勢，與傳統文物保護有機結合，形成具有中國特色的文物保護理念，是材料科學和文物保護研究過程中遇到的困難。
在四年多的科研工作中，納米能源材料研究中心與陜西考古研究院、陜西歷史博物館在壁畫保護材料方面取得了新的突破，申請了12項國家發明專利和2項授權項目，并成功地應用了該項研究成果。開發材料對唐三陵著名壁畫進行加固，取得了良好的效果。
李宣華透露，在后續工作中，研究團隊將繼續開發出更多優秀的壁畫保護材料，并進一步擴大這些材料的應用范圍，希望更多急需修復的古壁畫能夠得到有效的保護，最終形成良好的示范。
此外，他們還將探討這些材料在保護其他石類文物、紙類文物、骨類文物甚至整個文化遺產中的可能性。
我們的團隊有一個夢想，就是把當前的前沿科學研究與古文物保護聯系起來，使文物保護更加科學、嚴謹、有趣，努力扭轉文物保護重人文、重科學、重文化、重文化的現狀。李宣華說。
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