新型“智能”纳米技术！可实现对海底打捞的船只及文物的保护

从古至今已经有成千上万的船沉入了海底，但是，当这些船海底被打捞出来后，木材很快就会腐烂。近日，科学家报告了一种利用“智能”纳米复合材料保存16世纪英国战舰玛丽玫瑰号及其文物的新方法。该新方法通过消除有害酸而不损坏木结构本身，从而实现对打捞出的船只的保护。

研究人员在第256届美国化学学会（ACS）全国会议和博览会上展示了该成果。

该技术的首席研究员Serena Corr博士表示：“该项目是由玛丽玫瑰信托基金会负责人Eleanor Schofield博士发起的，她正在研究保护木质船体和各种工艺品的技术。我们一直在使用功能性磁性纳米材料来应用于成像，我们认为，我们可以对玛丽玫瑰使用这种技术 。”

玛丽玫瑰于1545年在英格兰南部海岸沉没，直到1982年被打捞，此外，还有超过19000件文物和木材，大约40％的原始结构保存良好。这艘船及其文物为此期间的生活方式提供了大量的信息，目前保存在英格兰朴茨茅斯的一座最先进的博物馆。

当埋在海床中时，耗硫的海洋细菌依附到玛丽玫瑰的木材中并产生硫化氢。这种气体与具有腐蚀成分的固定装置（如大炮）中的铁离子反应，形成硫化铁。虽然硫化铁在低氧环境中稳定，但在正常空气环境中迅速氧化形成破坏性酸。因此，Corr的目标是通过去除游离铁离子来避免产酸。

一旦沉船被打捞出海底，就立刻会被喷上冷水，防止船体干燥以及微生物进一步滋生。然后，用不同类型的聚乙二醇（PEG）（一种被广泛应用的普通聚合物）喷洒船体，以替换木材细胞结构中的水并加强其外层结构。

Corr和Esther Rani Aluri博士后，格拉斯哥大学的Enrique Sanchez博士以及华威大学的Schofield和Rachel O'Reilly博士合作，通过设计一个新的微小磁性纳米粒子，来帮助实现这一过程。首先，由Schofield领导的团队使用同步加速器技术在停止PEG喷雾之前探测硫化物的性质，然后在船舶干燥时定期进行。这是第一个深入的研究氧化硫和铁的化合物演变的实时实验。这项成就已经为设计新方法提供了思路，从玛丽玫瑰木材中去除这些有害物质。

下一步将使用基于核磁性氧化铁纳米颗粒的复合材料。借鉴药物递送的技术，可以使用外部磁场将纳米颗粒直接施加到多孔木结构上并引导到木材的特定区域。采用热响应聚合物包覆纳米复合材料，保护纳米颗粒并将它们安全地输送到木材表面及内部。该方法的一个主要优点是能够完全去除游离铁和硫酸根离子，并且可以通过调整表面结构实现功能调控。

原文来自：sciencedaily，原文题目：Bringing salvaged wooden ships and artifacts back to life with 'smart' nanotech，由材料科技在线团队翻译整理。