近日，西北工業大學納米能源材料研究中心的材料科學家采用石墨烯增強納米材料對壁畫進行保護和修復，探索出了新材料與新技術在文物保護中的新作用。

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。其中大量的墓葬壁畫出現很多病害，需要修復。西北工業大學教授李炫華介紹，通常情況下都會采用無機納米材料進行壁畫保護，如納米氫氧化鈣等。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，但截至目前合成的氫氧化鈣仍存在尺寸大、滲透性差、穩定性差、難以純化、操作復雜、成本高等缺點。

圍繞這個困擾了科學家近20年的問題，李炫華課題組提出了一個新思路，他們利用石墨烯量子點表面活性劑的限域效應，有效調控了氫氧化鈣的成核生長動力學速率，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，液相法具有明顯優勢。“這個方法操作方便，合成工藝簡單、成本低，特別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，利用噴涂、刷涂、注射的方式施加到壁畫表面，這也有利于大規模壁畫的保護，極大提高了使用效率。”李炫華介紹說。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”雜化納米材料。

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

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強聯合，取得了壁畫保護材料新突破，申請國家發明專利12項，授權2項，并成功將研發材料運用到3處著名唐墓壁畫的加固中，取得了良好效果。

李炫華透露，在后續工作中，課題組還會繼續研發性能更加優異的壁畫保護材料，并進一步擴大這些材料的應用范圍，希望有更多待修復的古代壁畫獲得有效保護。此外，他們還會探討這些材料在其他石質文物、紙質文物、骨質文物乃至整個文化遺產保護中的可能性。

來源：中國化工報