成千上万的沉船在世界各地的海底乱扔垃圾，保存在沉积物和冷水中。但是当这些船中的一艘从深处抬起时，木材很快就会开始恶化。今天，科学家报告了一种使用“智能”纳米复合材料来保护16世纪英国军舰玛丽罗斯及其文物的新方法。新方法可以通过消除有害酸而不损坏木结构本身来帮助保护其他打捞的船只。
研究人员今天在第256届美国化学学会(ACS)全国会议和博览会上展示了他们的成果。世界上最大的科学协会ACS将在周四举行会议。它包含10,000多个关于各种科学主题的演讲。
该项目的首席研究员Serena Corr博士回忆说：“这个项目是由玛丽罗斯信托基金会负责人埃莉诺·斯科菲尔德博士开始的一杯葡萄酒。”“她正在研究保护木质船体和各种文物的技术，并且需要一种方法将处理方法引入木材中。我们一直在使用功能性磁性纳米材料用于成像应用，我们认为我们可以将这项技术应用于Mary Rose。“
玛丽罗斯于1545年在英格兰南部海岸沉没，并一直留在海床下，直到1982年被打捞，还有超过19,000件文物和木材。大约40%的原始结构幸免于难。这艘船及其文物为都铎航海提供了独特的见解，以及在此期间的生活方式。位于英格兰朴茨茅斯的最先进的博物馆展示了船体和文物。可在此处查看有关船舶及其工件的视频。
当埋在海床中时，减少硫的海洋细菌迁移到玛丽玫瑰的木材中并产生硫化氢。这种气体与来自腐蚀的固定装置(如大炮)的铁离子反应形成硫化铁。虽然在低氧环境中稳定，但硫在铁的存在下在常规空气中迅速氧化形成破坏性酸。Corr的目标是通过去除游离铁离子来避免产酸。
一旦从海底升起，船就会喷上冷水，使其停止干燥，防止微生物进一步活动。然后保护团队用不同类型的聚乙二醇(PEG)喷涂船体，聚乙二醇是一种具有广泛应用的普通聚合物，用于替代木材细胞结构中的水并加强其外层。
Corr和她的博士后Esther Rani Aluri，博士和博士。格拉斯哥大学的候选人Enrique Sanchez正在与华威大学的Schofield和Rachel O'Reilly博士合作，设计一个新的微小磁性纳米粒子家族来帮助这一过程。在他们的最初步骤中，由Schofield领导的团队使用同步加速器技术在关闭PEG喷雾之前探测硫物种的性质，然后在船舶干燥时定期进行。这是第一个仔细检查氧化硫和铁物种演变的实时实验。这项成就为通过设计新的目标治疗方法做出了贡献，这些治疗方法是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心磁性氧化铁纳米颗粒的纳米复合材料，其在其表面上包含可去除离子的试剂。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，这是先前用于药物递送的技术。纳米复合材料将包含在热响应聚合物中，该聚合物保护纳米颗粒并提供将它们安全地输送到木材表面和从木材表面输送的方法。这种方法的一个主要优点是它允许从木材中完全去除游离铁和硫酸根离子，并且可以通过调整它们的表面来调整这些纳米复合材料。
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