科学家们使用了一种新方法，可以改善大理石制品的保存方式。

在这项发表在《应用表面科学》上的研究中，来自新南威尔士大学悉尼分校和意大利博洛尼亚大学的一个团队将计算建模与实验方法相结合，以测量不同的有机溶剂(如酒精)是否可以改善用于大理石保存的保护处理。他们发现，尽管各种溶剂在大理石表面上的表现不同，但都能相似地增强处理效果。

在方解石基材料中，大理石因其美学品质而备受追捧。从米开朗基罗在佛罗伦萨的大卫雕像到雅典著名的帕台农神庙的柱子，它被用于世界各地许多具有文化意义的文物中。但当暴露在户外时，大理石作品很容易因雨水而变质。

“我们大多数人都熟悉一些具有重大历史和文化意义的标志性大理石作品。我们正在努力寻找方法，帮助子孙后代保护这些作品，这样他们就有机会像我们一样欣赏和欣赏它们。”新南威尔士大学科学学院化学学院讲师、该研究的高级作者玛蒂娜·莱西奥博士说。

近年来，保护科学家开发了一种很有前途的新处理方法来提高大理石的耐雨性。这种治疗方法是在大理石表面形成一层由磷酸钙(CaP)或羟基磷灰石组成的持久保护涂层，羟基磷灰石是一种天然存在的矿物质，也存在于我们的牙齿和骨骼中。与其他处理方法不同，它不会对大理石造成变色或美观上的改变。

这种有前途的新处理方法可以提高大理石的抗水能力。照片:提供。

先前的研究表明，在这种处理中添加有机溶剂(如酒精)有助于提高羟基磷灰石层保护大理石的能力，但观察到的改善原因并不完全清楚。

莱西奥博士说:“找出它表现出这种行为的原因，对于能够选择最佳的治疗溶剂并使保护效果最大化至关重要。”

“计算工具使我们能够研究这些观察结果背后的基本化学成分。”

“结合实验见解，我们可以更好地了解这些有机溶剂在分子水平上是如何工作的，并为大理石保护处理制定合理的设计。”

优化大理石处理

在这项研究中，研究人员测试了乙醇、异丙醇和丙酮在卡拉拉大理石样品方解石表面的吸附情况。卡拉拉大理石是一种广泛用于雕塑和建筑的大理石。吸附(不要与吸收混淆)指的是分子、原子或离子在物体表面的积累，比如在硅胶的小袋子里，它有助于保持水蒸气，保持物体干燥。

为了测量其适用性，研究人员首先用计算机建模模拟了不同溶剂(包括纯溶剂和与水混合溶剂)与大理石方解石表面之间的相互作用。在他们的实验中，他们测试了四种不同的条件——一种只用水作为溶剂，其余三种使用添加剂。大理石样品被浸泡在单独的烧杯中，其中含有100ml磷酸盐前驱体水溶液，有和没有有机添加剂。

这些处理方法在一种广泛用于雕塑和建筑的大理石上进行了测试。照片:提供。

不同的有机溶剂在模型中接近大理石表面时表现出不同的行为。醇在方解石上形成了一个防水层，而丙酮则形成了一个混合的动态层。但有趣的是，在实验中，每种溶剂都提高了处理的保护性能，而它们之间没有任何显著差异。

Lessio博士说:“所有的溶剂都有利于形成保护性磷酸钙层，这让我们感到惊讶和有趣，尤其是丙酮，它与其他测试的溶剂具有非常不同的化学性质。”“这表明，在选择一种溶剂来优化大理石保护处理时，表面的溶剂行为并不是我们认为的关键因素。”

在研究的下一阶段，研究小组计划测试是否有吸附以外的因素在起作用。

“到目前为止，我们只研究了一个方面——溶剂在表面的行为。但其他因素还需要研究，比如溶剂在溶液中的行为，我们小组目前正在进行计算工作，以揭示这一点。”莱西奥博士说。

注：本文由院校官方新闻直译，仅供参考，不代表指南者留学态度观点。