有机-无机防风化杂化材料的可控合成及砂岩界面特性的研究

The outdoor non-mobile stone relics conservation (SRC) has become one of the most challenging research in the field of cultural heritage protection. Due to sandstone relics weathering protection and the urgent need for efficient anti-weathering materials, the current project aims for investigating the growth mechanism, the as-prepared techniques and the properties of namostructured materials assisted synthesis of biomelecules in details based on the biomineralization thought. Anti-weathering materials and rock are considered integratedly, the water absorption, hydrophobicity, permeability, anti-aging performances, compatibility and chemical reversibility are investigated. The ternary simulation system of the "Materials-Interface-Salt-solution" can be established, it will be used to in-situ study salt crystallization behavior and kinetics within the rock pores,the interaction mechanism among hybrid materials/its weathering products,rock surface rock, interface performance can be clarified. Also clarification of mechanism resulting in the performance improvement of organic-inorganic bybrid materials can be expected. We believe that this work has certain important theoretical significance and practical value.

室外不可移动石质文物保护是文化遗产保护科学研究领域中最具挑战性的研究方向之一。本项目针对（砂岩类）石质文物防风化保护的科学难题和高效防风化材料制备的迫切需求，结合石质材料的本体特征，在利用生物矿化思想合成防风化有机-无机杂化材料的基础上，系统研究石质文物经杂化材料处理前后整体的吸水率、疏水性、渗透性、抗老化性和化学可逆性等基本性能，通过"杂化材料-岩石界面-毛细孔-可溶盐溶液"四元模拟实验系统的建立，对防风化材料与岩石表面的作用特性和发生于岩石毛细孔内可溶盐成核与生长动力学进行原位研究，有效解释杂化材料及其防风化产物、岩石表面与界面性能、可溶盐结晶行为之间的相互作用关系，明确有机-无机杂化材料对石质文物防风化保护的机理,为石质文物防风化有机-无机杂化材料合成提供理论支撑。项目成果能够为其它多孔材料（如陶瓷、建筑灰浆等）的防风化保护提供基础理论与方法支持，具有重要的理论意义和实际应用价值。

室外不可移动石质文物保护是文化遗产保护科学研究领域中具挑战性的研究 方向之一。本项目针对（砂岩类）石质文物防风化保护的科学难题和高效防风化材料制备的 迫切需求，结合石质材料的本体特征，在利用生物矿化思想合成防风化有机-无机杂化材料 的基础上，系统研究石质文物经杂化材料处理前后整体的吸水率、疏水性、渗透性、抗老化 性和化学可逆性等基本性能，通过“杂化材料-岩石界面-毛细孔-可溶盐溶液”四元模拟实 验系统的建立，对防风化材料与岩石表面的作用特性和发生于岩石毛细孔内可溶盐成核与生 长动力学进行原位研究，有效解释杂化材料及其防风化产物、岩石表面与界面性能、可溶盐 结晶行为之间的相互作用关系，明确有机-无机杂化材料对石质文物防风化保护的机理,为石 质文物防风化有机-无机杂化材料合成提供理论支撑。项目成果能够为其它多孔材料（如陶 瓷、建筑灰浆等）的防风化保护提供基础理论与方法支持，具有重要的理论意义和实际应用价值。.在“防风化有机材料的纳米掺杂及复合材料”、“SiO2基石质文物加固保护用复合材料”和“无机纳米金属氧化物”方面开展了系列的研究工作，在国内外权威刊物发表科研学术论文10篇；获得国家发明专利2项：一种颜色可调型用于文物修复和保护的脱盐/脱酸加固纳米材料及其制备方法培养了硕士研究生6名，博士研究生1名。课题组主要成员参加了2016年波士顿美国材料研究学会秋季年会做口头报告：(Ca, Ba)(OH)2 based nanoparticles with tunable chromatic properties and their application for in-situ desalination and consolidation of the sandstone monuments。