新型濒危石质文物仿生保护材料的合成及其界面能调控机制

濒危石质文物是不可再生的珍贵文化遗产，其保护工作日益迫切，意义重大。目前主要利用有机高聚物进行表面封护和加固，但该法存在兼容性差、变色和使用寿命短等致命缺陷。本项目基于生物矿化的基本原理，设计不同的生物有机分子为自组装模板，选择与天然石材成分、结构近似的无机离子作为成矿离子，通过调节控制石材基体与仿生保护材料的界面相互作用，研究：（1）形貌结构可控、性能良好的石质文物表面防护和表层加固材料的仿生合成技术，（2）特别设计的有机模板对无机材料的成核、生长、结构和功能的分子调控机理，（3）石材基体界面能的改变对仿生保护材料的异相合成的影响机理，（4）石材基体与仿生保护材料的界面相互作用与保护材料力学性能的关系。该研究可开发防护性能优越的岩石表层生物矿化保护材料，有效克服现有石质文物保护材料的不足，切有助于生物矿化基本机理的研究，为拓展生物矿化材料的应用领域提供理论和方法上的借鉴与指导。

濒危石质文物是不可再生的珍贵文化遗产，其保护工作日益迫切，意义重大。目前主要利用有机高聚物进行表面封护和加固，但该法存在兼容性差、变色和使用寿命短等致命缺陷。本项目基于生物矿化的基本原理，设计不同的生物有机分子为自组装模板，选择与天然石材成分、结构近似的无机离子作为成矿离子，通过调节控制石材基体与仿生保护材料的界面相互作用，研究了：（1）形貌结构可控、性能良好的石质文物表面防护和表层加固材料的仿生合成技术，（2）特别设计的有机模板对无机材料的成核、生长、结构和功能的分子调控机理，（3）石材基体界面能的改变对仿生保护材料的异相合成的影响机理，（4）石材基体与仿生保护材料的界面相互作用与保护材料力学性能的关系。. 该研究可开发防护性能优越的岩石表层生物矿化保护材料，有效克服现有石质文物保护材料的不足，切有助于生物矿化基本机理的研究，为拓展生物矿化材料的应用领域提供理论和方法上的借鉴与指导。. 因此，作为项目研究的继续和拓展，我们研究了光催化材料在石质文物保护方面的应用，研究结果初步表明，光催化材料TiO2作为石质文物保护材料，也具有良好的开发前景。