中國金宝搏入口188古為今用研發石窟保護新材料，守護中華文化遺產
188bet足球人文學院科技史與科技考古系馬嘯教授團隊從古羅馬混凝土技術中汲取靈感，聯合國內外多家機構，成功研發出一種新型水化硅酸鈣（C-S-H）基灌漿材料。該材料成本低、合成簡易、純度高，兼具優異的工作性能、高耐久性及與巖石基體的高度兼容性。研究成果以“From Ancient Techniques to Modern Solutions: In Situ Synthesis of C-S-H for Sandstone Conservation”為題，發表于國際知名學術期刊Advanced Science。
中(zhong)國(guo)擁有五千多(duo)年(nian)的(de)悠久歷(li)史，創造了燦爛輝煌的(de)中(zhong)華(hua)文(wen)(wen)明(ming)。作(zuo)為文(wen)(wen)明(ming)的(de)物質(zhi)載體(ti)(ti)，文(wen)(wen)物凝結(jie)著中(zhong)華(hua)民(min)族的(de)歷(li)史智慧、藝術精(jing)髓和(he)(he)科技成就，是(shi)傳(chuan)承歷(li)史文(wen)(wen)化(hua)、維系民(min)族精(jing)神(shen)的(de)寶(bao)貴財(cai)富。其(qi)中(zhong)，石(shi)質(zhi)文(wen)(wen)物因其(qi)保存相對(dui)完整、信息承載豐富的(de)特(te)點，成為記錄(lu)人類歷(li)史的(de)重(zhong)要載體(ti)(ti)。我國(guo)石(shi)窟寺，如敦煌莫高(gao)窟、云岡石(shi)窟、龍門石(shi)窟和(he)(he)大足(zu)石(shi)刻等，集建筑、雕塑、壁畫于一體(ti)(ti)，規(gui)模宏大、體(ti)(ti)系完整，是(shi)中(zhong)華(hua)文(wen)(wen)明(ming)的(de)瑰寶(bao)，體(ti)(ti)現(xian)了中(zhong)華(hua)民(min)族的(de)審(shen)美追(zhui)求與文(wen)(wen)化(hua)精(jing)神(shen)。加強石(shi)窟保護工作(zuo)，既是(shi)傳(chuan)承中(zhong)華(hua)優秀傳(chuan)統(tong)文(wen)(wen)化(hua)的(de)重(zhong)要舉措(cuo)，也是(shi)推進“一帶(dai)一路”文(wen)(wen)明(ming)互鑒的(de)關鍵紐帶(dai)。
然而，歷經(jing)千(qian)年自然侵蝕與破壞(huai)(huai)，石窟寺普(pu)遍(bian)面臨巖體(ti)失(shi)穩、窟壁開裂、水(shui)患、壁畫脫落及起甲等(deng)多(duo)種(zhong)病(bing)害。在我國南(nan)方(fang)地區，濕熱多(duo)雨的(de)氣(qi)候加(jia)劇了(le)裂隙(xi)滲水(shui)病(bing)害的(de)發生(sheng)。這種(zhong)滲水(shui)不僅直接(jie)削弱石窟結構穩定性，還會引發巖體(ti)失(shi)穩、表層風(feng)化加(jia)劇、鹽析結晶及生(sheng)物侵蝕等(deng)復合破壞(huai)(huai)。
大足石刻(ke)北(bei)山佛灣(wan)石窟(ku)滲水病害(hai)區域
治(zhi)理石窟滲(shen)水病害的(de)(de)(de)關鍵之一在(zai)于使用灌漿材料(liao)(liao)封(feng)堵裂隙(xi)，而(er)核(he)心在(zai)于選擇與文物基(ji)體高度(du)兼(jian)(jian)容(rong)的(de)(de)(de)修(xiu)復材料(liao)(liao)。理想灌漿材料(liao)(liao)需具(ju)備優(you)異的(de)(de)(de)物理化學性能、適宜的(de)(de)(de)機械(xie)強度(du)、良好(hao)的(de)(de)(de)透氣(qi)性、無可溶(rong)鹽類(lei)及(ji)高耐久性。常(chang)用傳統有機樹(shu)脂類(lei)材料(liao)(liao)和(he)水泥材料(liao)(liao)由于兼(jian)(jian)容(rong)性不足或(huo)存在(zai)二次(ci)損害風險，難以滿(man)足文物保護的(de)(de)(de)特殊需求(qiu)。
團隊利用(yong)實驗(yan)(yan)與分子(zi)動(dong)力學(xue)(xue)(xue)模擬(ni)技術結(jie)(jie)合(he)(he)的(de)(de)(de)方法，深入解(jie)析C-S-H與大(da)足石刻(ke)(ke)砂巖主要(yao)礦物(wu)（如(ru)石英(ying)、鈉(na)長石和方解(jie)石）的(de)(de)(de)界面作用(yong)機理，揭示氫(qing)鍵在(zai)界面膠(jiao)結(jie)(jie)中的(de)(de)(de)關鍵作用(yong)，驗(yan)(yan)證(zheng)了機械(xie)磨合(he)(he)和化(hua)學(xue)(xue)(xue)成(cheng)鍵的(de)(de)(de)共同作用(yong)，將傳統(tong)(tong)的(de)(de)(de)宏觀描述變(bian)成(cheng)了科學(xue)(xue)(xue)實證(zheng)，為(wei)材(cai)料性能(neng)優化(hua)提(ti)供(gong)了理論支撐。基于這(zhe)一(yi)發現，團隊在(zai)常溫下合(he)(he)成(cheng)出具有網(wang)狀結(jie)(jie)構的(de)(de)(de)C-S-H膠(jiao)凝材(cai)料，并通過系統(tong)(tong)優化(hua)鈣硅(gui)比、水(shui)膠(jiao)比、膠(jiao)砂比及聚(ju)羧酸減水(shui)劑摻量等參數，顯(xian)著提(ti)升(sheng)了灌漿材(cai)料的(de)(de)(de)綜合(he)(he)性能(neng)，使其成(cheng)為(wei)大(da)足石刻(ke)(ke)滲水(shui)病(bing)害治(zhi)理的(de)(de)(de)理想(xiang)候選材(cai)料。
分(fen)子動力學模擬(ni)分(fen)析(xi)C-S-H與巖石基(ji)體界(jie)面相互作用
網(wang)狀(zhuang)結(jie)構C-S-H膠(jiao)凝(ning)材料的合成
C-S-H基(ji)砂(sha)漿(jiang)配方設計與性能(neng)優(you)化
研究不僅(jin)為大足石(shi)(shi)刻石(shi)(shi)窟的保(bao)護(hu)提供了(le)科(ke)學依(yi)據和技術支(zhi)持，也為其他石(shi)(shi)窟寺及歷史建(jian)筑(zhu)的保(bao)護(hu)樹立了(le)典范。通(tong)過材料(liao)設計、合成、表征與界(jie)面(mian)分析的綜(zong)合方(fang)法，團隊構建(jian)了(le)針對性保(bao)護(hu)材料(liao)的研發框架，為石(shi)(shi)質文化(hua)遺產的長(chang)期(qi)保(bao)存注入新活力。
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論文鏈接：//advanced.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/advs.202503333
（科(ke)技史與科(ke)技考古系、科(ke)研(yan)部(bu)）
