英国科学家开发了一种新型聚合物网络,该网络可以渗入木材,为文物提供结构支撑,同时防止生物降解。该团队表示,这种聚合物网络可能是一种“一站式”材料,用于解决文物保护人员在处理和干燥历史文物时面临的主要问题。
像玛丽·罗斯号(亨利八世的著名旗舰)这样的大型木制文物目前使用聚乙二醇(PEG)喷雾处理,以防止木材在干燥时收缩。PEG的作用是取代木材细胞内所含的水分,这些细胞多年来已被海洋细菌掏空。
但有时治疗本身会引起问题。“在高湿度条件下,PEG会液化,因此可能会从木材中渗出,”剑桥大学的扎拉·沃尔什解释说。随着时间的推移,PEG也可能降解,产生甲酸。
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作为PEG的替代品,沃尔什和她的同事们使用天然废料开发了一种独特的保存材料,并在来自玛丽·罗斯号的小型木制样品上成功进行了测试。该处理包含天然聚合物壳聚糖(来自海产品行业剩余的虾壳)和瓜尔胶(来自植物),并用宿主分子葫芦脲[8]进行功能化,形成交联的聚合物网络,该网络可以锁定在一起,并在受损的木材内提供结构稳定性。根据沃尔什的说法,这种交联是由葫芦脲[8]促成的,它充当“分子手铐”。
“我们有第二层,它与相同的聚合物链,但带有邻苯二酚,这实际上是一种很好的铁螯合剂,”沃尔什补充道。来自钉子、螺栓和炮台的Fe(iii)离子的存在是玛丽·罗斯号文物保护人员面临的另一个严重问题,因为它们会催化硫酸的产生。该聚合物网络能够适应局部铁浓度;如果存在铁,它可以将其用作交联剂,将其捕获在木材中,并产生结构稳定的材料。
瑞典哥德堡大学的伊冯·福尔斯是瑞典国家遗产委员会的项目协调员,她对这一进展表示欢迎。“没有人提出真正的解决方案,……但这项[研究]实际上提出了一个关于新事物的建议,”她告诉《化学世界》。
福尔斯补充说,然而,保护界的保守性质将决定何时可以在大型文物(如玛丽·罗斯号的主船体)上使用这种基于聚合物的技术,这有充分的理由。“[文物保护人员]处理的是独特的物品,所以不能有任何错误,”她说。“他们必须进行大量测试,……才能在大规模使用。”
本文经《化学世界》许可转载。该文章于2014年11月14日首次发表。