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考古石灰石文物面临诸多损坏因素，研究人员开展 “评估传统及纳米复合材料对改善考古石灰石性能效率” 的研究。结果显示纳米材料优于 paraloid B72，3% 纳米碳酸钙效果最佳。该研究为文物修复选材提供依据。
在古老的埃及，开罗的赫利奥波利斯神庙曾是辉煌的宗教中心，然而岁月流转，如今它大多已损毁。1974 年发掘出的拉美西斯三世之门遗址，承载着重要历史，但其石灰石文物却遭受着严峻的考验。潮湿的盐渍土壤、大气湿度和温度的波动、微生物的侵蚀、大气污染等因素，让这些文物伤痕累累。它们不仅结构变得不稳定，盐含量也大幅增加，如何修复这些珍贵的石灰石文物，成为考古界亟待解决的难题。
在这样的背景下，来自开罗大学考古学院保护系（Conservation Department Faculty of Archaeology, Cairo University）、住房和建筑国家研究中心（Housing and Building National Research Center，HBNRC）等机构的研究人员，开启了一场探索之旅。他们致力于寻找最适合修复考古发掘出的石灰石文物的加固材料，这一研究成果发表在《Beni - Suef University Journal of Basic and Applied Sciences》上，为文物保护领域带来了新的曙光。
研究人员采用了多种关键技术方法。首先，他们精心准备样本，从图拉采石场选取石灰石，切割成小立方体，模拟文物老化过程。接着，制备了不同的纳米材料，如纳米碳酸钙（Nano calcium carbonate）和纳米氢氧化钙（Nano calcium hydroxide），并将其与 paraloid B72 聚合物混合。然后，运用扫描电子显微镜（SEM）、X 射线衍射（XRD）、接触角测量、颜色变化测量等技术，对样本的物理和机械性能进行全面评估。
研究结果主要从以下几个方面展开：
- 物理和机械性能：通过对处理后样本密度、孔隙率、吸水率和抗压强度的测量发现，3% 浓度的纳米碳酸钙在提升这些性能方面表现最佳，其抗压强度可达 113.8g/cm3 。纳米材料能更好地渗透到石头孔隙中，相比之下，paraloid B72 在这方面表现较弱16。
- 接触角：接触角测量结果表明，3% 浓度的纳米碳酸钙处理后的样本表面疏水性最强，水接触角达到 110.8°，老化后仍能保持较好的防水性能，这意味着它能有效抵抗水分侵蚀27。
- 颜色变化：研究人员利用特定公式计算颜色变化值（ΔE），发现所有样本的颜色变化都在可接受范围内，其中 3% 浓度的纳米碳酸钙在老化后的颜色变化最小，仅为 0.95°，这对于文物外观的保护意义重大38。
- 扫描电子显微镜（SEM）和 SEM - EDX 结果：SEM 观察到不同处理样本的微观结构差异，纳米材料处理后的样本在加固和抵抗老化方面表现出色。EDX 分析则确定了样本的元素组成，进一步证实了纳米材料的优势45。
综合研究结果和讨论，纳米材料在修复考古石灰石文物方面展现出显著优势，尤其是 3% 浓度的纳米碳酸钙，在提升物理和机械性能、抵抗水吸收、保持颜色稳定性以及增强对老化的抵抗力等方面表现卓越。不过，研究人员也指出，虽然实验室研究未发现纳米碳酸钙加固存在明显缺陷，但实际应用可能会面临不同情况，建议在实地应用前先进行样本测试。这一研究成果为考古石灰石文物修复提供了科学依据，为文物保护工作者在选择加固材料时提供了有力的参考，有望推动文物保护领域在材料应用方面的进一步发展，让更多珍贵的历史文物得到妥善保护，重现昔日光彩。
