某些保护性树脂涂层可能会损坏金属文物

文物保管人员和博物馆技术人员会使用透明涂层来保护珍贵的金属文物（如工具和武器），这样既能保护文物，又不妨碍人们观赏这些精致的珍宝。但是，研究人员在《中央科学》 (ACS Central Science) 期刊中报告称，这些涂层所用的某些树脂会与含铁金属发生反应并可能造成损害。该团队研发了一种非侵入性荧光成像技术，可以揭示这些具有破坏性的化学反应的早期迹象，并已在古代文物上验证了该技术的功用。 

包括丙烯酸树脂在内的聚合物涂层通常用于保护金属文物，使其免受长期光照、高温、氧气和湿度的影响。由于聚合物质轻、透明、防水，并且能够牢固地粘附在要保护的材料上（包括饱水木材），因此这些涂层在许多方面都非常适合用于保护金属文物。但是，关于聚合物涂层在老化过程中会发生何种变化，以及这些变化会如何影响含铁金属（如钢或铸铁）的研究十分有限，这是因为很难对材料相互接触的部位进行监测。目前可选择的办法包括剥离或溶解聚合物（但这种方法可能会损坏文物），或者采用快速的无损成像技术，但该技术无法清晰呈现狭小空间内化学相互作用的高分辨率图像。因此，Rui Tian、Chao Lu 及其同事开发了一种三维荧光成像技术，可显示含铁金属上腐蚀和生锈早期迹象的羧基。 

最初，研究人员使用该成像技术观察新近涂覆了丙烯酸树脂（该树脂是甲基丙烯酸乙酯和丙烯酸甲酯的共聚物，常用于保护金属文物）的金属表面时，未观察到荧光现象。然后，研究人员通过持续 30 小时的高温和紫外线照射来加快树脂的老化过程。在观察过程中，树脂与金属的接触界面的荧光强度在 3 小时后稳步增加。 

在一项概念验证演示中，研究人员利用该荧光成像技术，对考古发掘出的一枚北宋时期的生锈铁币进行了检测。他们在该件文物上涂覆了相同的树脂，并利用高温和光照加速了聚合物的老化过程。老化的聚合物涂层加剧了有害羧基的产生，使原本已生锈的文物锈蚀程度进一步加重。但是，在一块新铁上，老化的聚合物涂层并未加速表面锈蚀。该团队表示，这些信息有助于研发含有稳定剂和抗老化添加剂的新型聚合物，从而更好地保护金属文物。 

作者对中国国家自然科学基金和北京自然科学基金提供的资助表示感谢。 

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