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中國科學院大學基于光致鈍化的青銅文物腐蝕防護新策略

2025-01-17 14:05:51 作者：腐蝕與防護來源：腐蝕與防護分享至：

覆蓋于青銅文物表面的銹層（patina），經長期埋藏后逐漸趨于穩定，對青銅基體具有一定保護作用，同時也是構成青銅文物歷史和藝術價值的重要組成部分。青銅文物出土后，環境條件（溫度、濕度、光照及大氣污染物等）的劇烈變化會使銹層的穩定性下降、加速青銅基體的腐蝕，并最終對青銅文物造成不可逆的破壞。因此，青銅文物的保護除了減緩青銅基體的腐蝕外，尚應考慮如何穩定和保護銹層，以確保文物的原貌不受破壞。

緩蝕和封護是青銅文物保護處理的重要環節，長期以來，青銅文物緩蝕、封護材料研發工作聚焦于提升緩蝕、封護材料的長期防護性能，卻往往忽略了其可逆性問題，這導致很多具有優異性能的緩蝕、封護新材料在文物保護具體實踐中難以落地使用。需要注意的是，盡管緩蝕、封護材料的使用可有效延緩青銅文物腐蝕劣化，但卻也不可避免地會向器物本體引入外來物質，對器物中蘊含的考古信息造成干擾。由此，尋找最小干預原則和最佳保護效果之間的平衡是文物保護研究需要關注的重點問題。

針對上述問題，中國科學院大學研究團隊基于青銅文物光致腐蝕機理相關前期研究成果，提出了一種基于光致鈍化機制的青銅文物腐蝕防護新策略，可通過紫外光照射促進青銅表面銹層中致密SnO₂鈍化膜的形成，從而顯著抑制青銅基體腐蝕?；诠庵骡g化機制對帶銹青銅樣品進行緩蝕處理的緩蝕效率可達93%，與常見青銅文物有機緩蝕劑效果相當。值得注意的是，該過程僅需光照等參與，形成SnO₂鈍化膜所需的Sn元素來源于器物本體，不會向器物本體引入外來物質，且鈍化膜厚度僅為幾十納米，對銹層成分無明顯影響，最大程度滿足了文物保護的最小干預原則?？偠灾@項研究一定程度上解決了青銅文物保護工作中最優保護效果和最小干預原則不可兼得的矛盾問題，為青銅文物腐蝕防護技術的研發提供了新思路。相關研究成果，近期以Photo-induced passivation: A new corrosion mitigation strategy for bronze artefacts為題發表于材料腐蝕領域國際頂級學術期刊Corrosion Science。