中国科学院和北京科技大学的研究团队在《美国化学学会中央科学期刊》发表最新研究成果,开发出一种创新的3D荧光成像技术,用于监测考古金属文物表面保护涂层的化学反应。该技术由Rui Tian和Chao Lu等研究人员共同开发,能够非侵入性地检测保护涂层与金属文物界面的早期腐蚀迹象。
文物保护专家通常使用丙烯酸树脂等聚合物涂层来保护珍贵的考古金属文物,如古代工具和武器。这些透明涂层虽然能有效隔绝氧气和湿气,但长期使用后可能与含铁金属发生反应,反而加速文物腐蚀。目前常用的检测方法要么需要破坏性取样,要么无法清晰显示涂层与金属界面的微观变化。
研究团队开发的荧光成像技术能够特异性识别指示腐蚀开始的羧基基团。在实验中,研究人员观察到新涂覆的丙烯酸树脂在金属表面不会立即产生荧光信号,但在经过30小时加速老化后,树脂-金属界面的荧光强度显著增加。这表明保护涂层在老化过程中会释放腐蚀性物质。
为验证技术的实用性,研究人员在北宋时期的铁币上进行测试。结果显示,老化的聚合物涂层确实会加速已经锈蚀铁币的进一步腐蚀,但对新铁币的影响较小。"这项技术让我们首次直观看到保护涂层与文物之间的化学反应过程,"研究人员表示,"这为开发更安全的文物保护材料提供了重要依据。"
该研究成果不仅为文物保护领域提供了新的检测工具,还将促进更稳定、更安全的文物保护材料的研发。研究团队建议在保护涂层中添加稳定剂和抗老化剂,以延长涂层的使用寿命并减少对文物的潜在损害。
更多信息: 聚合物涂层老化产生的危险界面相互作用导致金属制品意外损伤,ACS Central Science (2025)。期刊信息: ACS Central Science












