強(qiáng)大的X射線技術(shù)在英國沉船中發(fā)現(xiàn)了新的降解誘導(dǎo)材料

1545 年，亨利八世國王最喜歡的船瑪麗玫瑰號在索倫特海戰(zhàn)中傾覆并沉沒，以抵御法國入侵艦隊(duì)保衛(wèi)英格蘭和樸茨茅斯。沉船一直留在海床上，直到 1982 年，在一次廣為人知的電視轉(zhuǎn)播活動中才將其打撈起來。現(xiàn)在，它是16一個(gè)時(shí)間囊個(gè)世紀(jì)都鐸社會，保護(hù)專家合作，以保護(hù)它的后代。在10 月 27日發(fā)表在《物質(zhì)》雜志上的研究中，科學(xué)家們使用 X 射線分析來識別木材中以前未檢測到的產(chǎn)品——源自水下細(xì)菌活動的納米顆粒。

“值得注意的是，ESRF 的這項(xiàng)技術(shù)不僅使我們能夠?qū)Μ旣惷倒迥局械倪@些納米粒子進(jìn)行成像和定位，而且還能夠評估它們的結(jié)構(gòu)。這是第一次在瑪麗玫瑰木中觀察到硫化鋅納米結(jié)構(gòu)(細(xì)菌副產(chǎn)品)，”資深作者、英國謝菲爾德大學(xué)材料科學(xué)與工程系主任 Serena Cussen 說。

正如這項(xiàng)工作的合著者兼Mary RoseTrust副首席執(zhí)行官Eleanor Schofield (@E_Schofield) 所解釋的那樣，“在海底度過的幾個(gè)世紀(jì)見證了Mary Rose船體吸收了有害的鐵和硫物質(zhì)，這些物質(zhì)是通過金屬固定裝置和人工制品的降解以及厭氧硫還原細(xì)菌的降解。”

為了補(bǔ)償木材的降解和材料的損失，保護(hù)人員用一種稱為聚乙二醇 (PEG) 的聚合物浸漬瑪麗玫瑰。這可以防止干燥時(shí)收縮，并使船舶具有機(jī)械穩(wěn)定性，因此可以向公眾展示。在積極保護(hù)的最后階段，瑪麗玫瑰被曬干了，這種暴露在氧氣中會導(dǎo)致酸性物質(zhì)的形成，這會對木材造成更大的損害。

“到目前為止，還無法獲得關(guān)于這些存在于瑪麗玫瑰木中的潛在有害物種的性質(zhì)的定量結(jié)構(gòu)信息，”庫森說。“這是因?yàn)樵u估考古樣品中存在的材料范圍確實(shí)具有挑戰(zhàn)性，其中可能包括無定形、納米結(jié)構(gòu)和多晶材料。”

在描繪像瑪麗玫瑰這樣的珍貴文物時(shí)，使用不損壞材料的方法很重要。Cussen 和她的同事在 ESRF 中使用了一種稱為 X 射線計(jì)算機(jī)斷層掃描的技術(shù)，在不破壞樣品的情況下提供有關(guān)Mary Rose船體中存在的各種材料的詳細(xì)結(jié)構(gòu)信息。

研究人員通過將 X 射線計(jì)算機(jī)斷層掃描與配對分布函數(shù)分析 (ctPDF) 相結(jié)合，繪制出化合物在材料中的位置。結(jié)合使用這兩種方法，他們可以確定 PEG 和納米顆粒產(chǎn)品之間的距離，從而評估木材中潛在威脅的位置。

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