​化学与化工学院张献明教授团队在文化遗产保护领域取得新进展

我校化学与化工学院张献明教授带领团队在文化遗产保护领域取得突破，设计了新型壁画保护材料P(HMT-Si-F)和壁画颜料成分检测材料Au NPs@Co-Ni LDH，相继在著名学术期刊《Journal of Building Engineering》以及《Journal of Environmental Chemical Engineering》上发表题为 “Reversible multifunctional mural protective material with high durability, anti-aging, breathability, and harsh-environment resistance”和“Au NPs@Co-Ni LDH with a concentration effect for the detection of ancient pigments in wall paintings”的研究论文。

团队针对壁画因环境温湿度波动及盐结晶作用引发的加速劣化问题，基于多组分分子协同机理，将氟苯基团（疏水抗盐）、丙烯酸单元（界面粘附）、硅氧烷柔性链段（应力缓冲）与多重非共价键网络（氢键/π-π/F···F内聚强化）精准整合，研制出新型壁画保护材料P(HMT-Si-F)。该材料展现出多维度性能突破，实现1062~1092 μm深度渗透与92%的透光率，通过亲水-疏水复合结构在维持壁画91.3%孔隙率的同时，将吸湿率降至5.8%，攻克传统材料防潮性与透气性互斥的瓶颈；经480h冻融循环、盐蚀及648h紫外加速老化后，仍能保持壁画结构完整性，展现卓越的环境稳定性。论文通讯署名单位太原理工大学化学与化工学院，张献明教授为通讯作者，2022级博士生吴小海为论文第一作者（DOI：10.1016/j.jobe.2025.112729）。

对痕量残损脱落的壁画颜料进行无额外人工损伤性检测是壁画修复工作的重要前提。由于文物上可用于检测的量比较小，因此通过浓缩富集微量待测分子用于表面增强拉曼散射（SERS）增强进行分析是很好的策略。研究团队构筑了具有浓缩效应的等离子体多孔材料Au NPs @ Co-Ni LDH，将其应用于微量绿色、红色、蓝色三种壁画矿物颜料的微损检测，可识别出它们的主要成分分别为氯铜矿、朱砂和群青，证明其对于不同地区、不同种类的壁画颜料具有良好的普适性。论文通讯署名单位太原理工大学化学与化工学院，张献明教授和我校青年教师郭绍晖和柏小剑为通讯作者，2023级硕士生温静为论文第一作者（DOI：10.1016/j.jece.2025.117101）。

研究工作获得了国家自然科学基金联合基金项目、国家自然科学基金面上项目等项目的资助。