中國金宝搏入口188古為今用研發石窟保護新材料，守護中華文化遺產
188bet足球人文學院科技史與科技考古系馬嘯教授團隊從古羅馬混凝土技術中汲取靈感，聯合國內外多家機構，成功研發出一種新型水化硅酸鈣（C-S-H）基灌漿材料。該材料成本低、合成簡易、純度高，兼具優異的工作性能、高耐久性及與巖石基體的高度兼容性。研究成果以“From Ancient Techniques to Modern Solutions: In Situ Synthesis of C-S-H for Sandstone Conservation”為題，發表于國際知名學術期刊Advanced Science。
中(zhong)(zhong)國(guo)擁有五千多年的(de)悠久(jiu)歷(li)史(shi)，創造了燦爛輝煌的(de)中(zhong)(zhong)華(hua)文(wen)(wen)(wen)明(ming)。作為文(wen)(wen)(wen)明(ming)的(de)物(wu)質載(zai)體，文(wen)(wen)(wen)物(wu)凝結著(zhu)中(zhong)(zhong)華(hua)民(min)族的(de)歷(li)史(shi)智慧、藝(yi)術精髓和(he)科技成就(jiu)，是傳承歷(li)史(shi)文(wen)(wen)(wen)化(hua)、維系民(min)族精神的(de)寶貴財富(fu)。其(qi)中(zhong)(zhong)，石(shi)(shi)(shi)質文(wen)(wen)(wen)物(wu)因其(qi)保存相對完整(zheng)、信(xin)息承載(zai)豐富(fu)的(de)特(te)點，成為記錄人(ren)類歷(li)史(shi)的(de)重(zhong)要載(zai)體。我國(guo)石(shi)(shi)(shi)窟(ku)寺，如(ru)敦煌莫高窟(ku)、云岡石(shi)(shi)(shi)窟(ku)、龍門石(shi)(shi)(shi)窟(ku)和(he)大足石(shi)(shi)(shi)刻等，集建筑(zhu)、雕塑、壁畫(hua)于一(yi)體，規模宏大、體系完整(zheng)，是中(zhong)(zhong)華(hua)文(wen)(wen)(wen)明(ming)的(de)瑰(gui)寶，體現了中(zhong)(zhong)華(hua)民(min)族的(de)審美追求與(yu)文(wen)(wen)(wen)化(hua)精神。加強石(shi)(shi)(shi)窟(ku)保護工作，既(ji)是傳承中(zhong)(zhong)華(hua)優秀傳統文(wen)(wen)(wen)化(hua)的(de)重(zhong)要舉措，也是推進“一(yi)帶(dai)一(yi)路”文(wen)(wen)(wen)明(ming)互(hu)鑒的(de)關鍵紐帶(dai)。
然而，歷經千(qian)年自然侵(qin)蝕(shi)與破壞(huai)(huai)，石(shi)窟(ku)(ku)寺普遍面臨巖體(ti)失(shi)穩、窟(ku)(ku)壁開(kai)裂、水患、壁畫脫落及(ji)起甲等多種病害。在我國南方地區，濕熱多雨的(de)氣候(hou)加(jia)劇(ju)(ju)了裂隙滲水病害的(de)發生。這(zhe)種滲水不僅直接削(xue)弱石(shi)窟(ku)(ku)結(jie)構穩定性，還(huan)會引發巖體(ti)失(shi)穩、表(biao)層風化加(jia)劇(ju)(ju)、鹽析結(jie)晶及(ji)生物侵(qin)蝕(shi)等復合(he)破壞(huai)(huai)。
大足石刻北(bei)山佛灣(wan)石窟滲水病害區域
治理(li)石(shi)窟滲水病害的(de)(de)關鍵(jian)之一在(zai)于使用灌(guan)漿材(cai)(cai)料(liao)封堵裂隙，而核心(xin)在(zai)于選擇與文(wen)物基體高度兼容(rong)的(de)(de)修復材(cai)(cai)料(liao)。理(li)想灌(guan)漿材(cai)(cai)料(liao)需(xu)具備(bei)優異的(de)(de)物理(li)化學性(xing)能(neng)、適(shi)宜的(de)(de)機械強度、良好(hao)的(de)(de)透氣性(xing)、無可溶鹽類(lei)及高耐(nai)久(jiu)性(xing)。常用傳統有(you)機樹脂類(lei)材(cai)(cai)料(liao)和水泥(ni)材(cai)(cai)料(liao)由于兼容(rong)性(xing)不足或(huo)存在(zai)二次損害風險(xian)，難(nan)以滿足文(wen)物保護的(de)(de)特殊需(xu)求(qiu)。
團隊利用實驗與分子動(dong)力(li)學(xue)模擬技術(shu)結(jie)合(he)(he)的(de)(de)(de)方法，深入解析C-S-H與大足石刻(ke)砂(sha)巖主要(yao)礦物（如石英、鈉長石和(he)方解石）的(de)(de)(de)界面作(zuo)用機(ji)理(li)(li)，揭示氫(qing)鍵在界面膠結(jie)中(zhong)的(de)(de)(de)關鍵作(zuo)用，驗證了(le)(le)(le)機(ji)械磨合(he)(he)和(he)化(hua)學(xue)成(cheng)鍵的(de)(de)(de)共同(tong)作(zuo)用，將傳統的(de)(de)(de)宏觀描述變(bian)成(cheng)了(le)(le)(le)科學(xue)實證，為(wei)(wei)材(cai)(cai)料(liao)性(xing)能(neng)優化(hua)提供了(le)(le)(le)理(li)(li)論支(zhi)撐。基于這一(yi)發現，團隊在常溫下合(he)(he)成(cheng)出(chu)具有網狀結(jie)構的(de)(de)(de)C-S-H膠凝材(cai)(cai)料(liao)，并通過系統優化(hua)鈣硅比(bi)、水膠比(bi)、膠砂(sha)比(bi)及(ji)聚羧酸減水劑摻量等參數(shu)，顯著提升了(le)(le)(le)灌漿(jiang)材(cai)(cai)料(liao)的(de)(de)(de)綜(zong)合(he)(he)性(xing)能(neng)，使其(qi)成(cheng)為(wei)(wei)大足石刻(ke)滲水病害治理(li)(li)的(de)(de)(de)理(li)(li)想候選(xuan)材(cai)(cai)料(liao)。
分(fen)子動力學模擬分(fen)析C-S-H與巖石(shi)基體(ti)界面相互作用
網狀結(jie)構C-S-H膠凝材料的合成
C-S-H基(ji)砂漿配方設計與性能(neng)優(you)化
研究不僅為(wei)大(da)足石(shi)刻石(shi)窟的保(bao)護(hu)提供了科學依據和技(ji)術支(zhi)持，也(ye)為(wei)其他石(shi)窟寺及歷史建筑(zhu)的保(bao)護(hu)樹立了典范。通過材料設(she)計(ji)、合成、表征與(yu)界面分析的綜合方法，團隊構建了針對性保(bao)護(hu)材料的研發框架，為(wei)石(shi)質文化(hua)遺(yi)產(chan)的長期保(bao)存注入新活力。
188bet足球賈孟軍(jun)（特任副(fu)研(yan)究(jiu)員）、山西博物院(yuan)閻(yan)慧敏(min)和(he)南(nan)方科(ke)(ke)(ke)技(ji)(ji)大學(xue)徐青(qing)青(qing)（博士研(yan)究(jiu)生）為共同第(di)一作(zuo)者；188bet足球馬嘯教(jiao)(jiao)授(shou)、復旦大學(xue)王金(jin)華(hua)教(jiao)(jiao)授(shou)、南(nan)方科(ke)(ke)(ke)技(ji)(ji)大學(xue)魏振(zhen)華(hua)助理(li)教(jiao)(jiao)授(shou)、四川大學(xue)劉晗副(fu)研(yan)究(jiu)員為共同通訊作(zuo)者。大足石刻研(yan)究(jiu)院(yuan)蔣思維研(yan)究(jiu)館員、趙崗研(yan)究(jiu)館員及意大利塞尼(ni)奧大學(xue)Celestino Grifa副(fu)教(jiao)(jiao)授(shou)為共同作(zuo)者。本研(yan)究(jiu)得到(dao)國(guo)(guo)(guo)家重(zhong)點研(yan)發(fa)計劃、188bet足球高(gao)層次(ci)人(ren)才啟(qi)動經費、科(ke)(ke)(ke)技(ji)(ji)部高(gao)端外(wai)國(guo)(guo)(guo)專家項(xiang)目、國(guo)(guo)(guo)家自然科(ke)(ke)(ke)學(xue)基(ji)(ji)金(jin)委(wei)、重(zhong)慶市科(ke)(ke)(ke)技(ji)(ji)局技(ji)(ji)術創新與(yu)應用發(fa)展專項(xiang)重(zhong)點項(xiang)目和(he)中國(guo)(guo)(guo)博士后科(ke)(ke)(ke)學(xue)基(ji)(ji)金(jin)委(wei)等資(zi)助。
論文鏈接：//advanced.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/advs.202503333
（科技(ji)史(shi)與科技(ji)考古系、科研部）
