创新才有生命，创新就会有活力。作为北京市文物局科研机制创新重要举措，“一对一”科研帮带课题和重点科研基地课题已经开花结果，让我们一起来看看这些成果吧。

石墨烯增强纳米材料

在石质文物保护中的应用

课题负责人：郭豹

一、成果简介　

碑碣、墓志、石雕等石质文物是见证历史、以史鉴今的珍贵实物遗存，具有重要的历史价值和艺术价值。随着近代工业的发展，石质文物的风化、表面污染与结壳等病害日益加剧，损失无可挽回。黑色结壳是最为常见的病害之一。

课题组分析测试后确认，黑色结壳主要成分是石膏和碳颗粒，产生原因是酸雨、硫氧化物、雾霾等污染物在石材表面反应生成石膏，吸附大气中的黑碳颗粒后，形成结壳，并逐年加厚。不仅严重影响了文物外观审美等艺术价值，而且会不断加剧其与本体之间的热效应，导致文物进一步受到破坏。

传统的有机硅等保护材料存在易老化、适应性差等问题，而石墨烯增强纳米材料在兼容性、耐腐蚀等方面具有独特优势，业内尚未见到该材料在石质文物保护中的实践应用。课题组针对大理石特性，采用液相法合成了石墨烯复合纳米氢氧化钙，对本体进行加固，然后在石质表面设计粘结层、柔性防护层和刚性防护层，制备了石墨烯复合草酸钙保护膜。

年通过模拟40年酸雨腐蚀及其他老化实验证明，石墨烯增强纳米材料处理后，样品的耐腐蚀性（耐硫酸和硝酸）、耐候性和疏水性得到极大增强，对黑色结壳有良好的防护效果

年度，课题组选取北京石刻艺术博物馆内的海色碑、德明碑、保和店碑三件石质文物进行现场试验。针对不同黑色结壳位置、不同本体材质，遵循“最小干预”原则，设计实施了不同的防治方案，并对色度、元素、显微形貌、硬度进行定期监测，评估相应配方和方法的效果。截至年底，清洗后未处理的区域已经开始出现风化和污染的迹象，而采用石墨烯增强纳米材料处理的区域没有明显变化

二、课题研究结论

黑色结壳作为石质文物的常见病害之一，会对文物的艺术价值和本体产生很大破坏。通过对其生成机理的研究，课题组制备了具有针对性的石墨烯增强纳米保护材料，加固石质本体，同时表面耐腐蚀性和疏水性得到极大提升，对黑色结壳和风化污染有良好的防护效果，形成了一套成本较低、便于实施的防治方案。以期经过持续观测效果后，实现石质文物的大规模科学保护。

三、学习研究情况 　　 　　

课题组结合基地和博物馆的不同实际，制定了课题进度计划和人员分工，分别承担了文献调研、现场调查、现场应用实验、材料工艺调整、评价监测工作，并互相学习，取长补短，克服疫情带来的影响，按期完成了课题。课题组成员及帮带成员积极参与，加强沟通交流，在学术思想、学术观点、学术方法、学术规范等方面都有了提高。

学习研讨

现场实践