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材料导报  2020, Vol. 34 Issue (3): 3178-3184    https://doi.org/10.11896/cldb.19030128
  高分子与聚合物基复合材料 |
仿生超疏水材料及其在文物保护中的应用综述
曹颐戬1,2,王聪2,王丽琴3,
1 意大利佛罗伦萨大学化学系,佛罗伦萨 50019,意大利
2 意大利国家研究委员会地球科学和地球资源研究所,佛罗伦萨 50121,意大利
3 西北大学文化遗产研究与保护技术教育部重点实验室,西安 710069
A Review of Bioinspired Superhydrophobic Materials and Their Applications in Heritage Conservation
CAO Yijian1,2,WANG Cong2,WANG Liqin3,
1 Department of Chemistry,University of Florence,Florence 50019,Italy
2 Institute of Geosciences and Earth Resources,National Research Council,Florence 50121,Italy
3 Key Laboratory of Cultural Heritage Research and Conservation of Ministry of Education,Northwest University,Xi'an 710069,China
下载:  全 文 ( PDF ) ( 10581KB ) 
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摘要 新型文物材料的研发是文物保护科学研究的重要内容之一。一种合格的文物保护材料不仅能够维持文物理化性能的完整性,而且能够保留其原真性,最大程度地保留文物的艺术价值和美学特征。目前,借鉴和“移植”材料学领域成熟的研究方法及材料是文物保护材料研发的常用手段。仿生超疏水材料是人们受到自然界许多生物表面的特殊浸润现象的启发而研发出来的一类材料的统称,作为近年来材料学研究的热点之一,它们也逐渐开始受到文物保护工作者的关注。究其根本,液态水是多种文物劣变的直接或间接原因。因此,以此类材料为文物表面进行疏水封护处理尤为适合。由于具有优异的疏水性,仿生超疏水材料能够有效地阻止液态水的附着、渗透和水蒸气的凝结,进而避免了文物表面甚至内部一系列由水引起的病变。更重要的是,当水接触角大于150°且接触角滞后值小于10°时,超疏水材料便具备了自清洁功能,即无需人为干预,表面流动的液态水(例如自然降雨)就能够在该材料处理过的文物表面自发地带走附着的污物。这种特殊的性能对文物,尤其是露天文物的保护具有重要意义。本文在分析仿生超疏水材料基本原理的基础上,总结了这类材料在文物保护领域最常用的几种制备方法,然后概括性地阐述了现阶段该类材料在石质文物、金属文物、木质文物和纺织品等多种文物疏水处理、自清洁保护中的具体实例和应用前景及独特优势;同时针对性地指出了目前仿生超疏水材料在文物保护应用中未能广泛应用的主要问题,即材料种类的不足和材料性能长期性监测的缺乏。最后,对此类材料今后的研究发展方向进行了展望。
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曹颐戬
王聪
王丽琴
关键词:  仿生  超疏水材料  自清洁性能  文物保护    
Abstract: New material research is one of the important focus for heritage conservation. A qualified material can not only protect the physical and chemical integrity of cultural objects, but also preserve their artistic and aesthetic features. They shall well conserve the authenticity of cultural heritage.
Key words:  bioinspired    superhydrophobic materials    self cleaning property    heritage conservation
                    发布日期:  2020-01-03
ZTFLH:  TB34  
通讯作者:  wangliqin@nwu.edu.cn   
作者简介:  曹颐戬,博士,目前受聘于意大利国家研究委员会(CNR-IGG)。2012年本科毕业于西北大学文物保护技术专业,并于同年赴意大利攻读硕士学位。2015年3月以满分成绩(110 cum laude)毕业于意大利博洛尼亚大学文化遗产保护科学专业。在研究生学习期间获得博洛尼亚大学中国学院优秀中国留学生奖学金(第一名)和博洛尼亚大学优秀外国留学生奖学金(第一名)。2015年11月考入佛罗伦萨大学化学系攻读文化遗产保护科学专业博士学位,并于2019年3月毕业。目前已发表SCI收录论文5篇,申请中国发明专利1项。研究方向主要为研发和测试新型仿生材料用于文物的表面封护、加固和防腐处理;王丽琴,西北大学教授,博士,博士研究生导师,中国文物保护技术协会理事,中国文物保护技术协会文物保护教育专业委员会副主任委员。1982年在西北大学获分析化学专业理学学士学位、毕业后留校任教至今。1988年在西北大学获分析化学专业理学硕士学位,2006年在西北工业大学获材料学专业工学博士学位。三十余年一直从事文物保护、材料学及化学的科研及教学工作,为我国首个文物保护本科专业的创始人之一,培养文物保护专业方向硕士、博士40余名。其团队主要研究方向包括：文物加固保护材料研究、文物防水保护材料研究和彩绘文物分析研究。承担国家自然科学基金、国家科技部支撑计划项目等20余项。在国内外学术刊物上发表论文百余篇,其中SCI收录 23篇,获省部级二等奖3项。
引用本文:    
曹颐戬,王聪,王丽琴. 仿生超疏水材料及其在文物保护中的应用综述[J]. 材料导报, 2020, 34(3): 3178-3184.
CAO Yijian,WANG Cong,WANG Liqin. A Review of Bioinspired Superhydrophobic Materials and Their Applications in Heritage Conservation. Materials Reports, 2020, 34(3): 3178-3184.
链接本文:  
http://www.mater-rep.com/CN/10.11896/cldb.19030128  或          http://www.mater-rep.com/CN/Y2020/V34/I3/3178
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