研發群組 成果展

本研究成功利用和四乙氧基矽烷(TEOS)為主,和甲基三甲氧基矽烷(MTMOS)及聚二甲基矽氧烷合成加固劑。這些加固劑能被能夠均勻的從表面滲透到石材孔隙的內部,水解形成矽醇,然後在縮合反應中聚合,形成聚合物,增加石材的粘結力。一旦水解縮合反應完成,TEOS預計會完全轉化為非晶二氧化矽提升材質的疏水性能,以達到抗風化之效能。然而古蹟大多放置在戶外供人觀賞,除疏水性能外尚需具有極佳的抗污功能,故在原加固劑改質添加二氧化鈦(TiO2)奈米粉末,其光觸媒的特性為改質加固劑提供抗污及抗生物風化的能力。本案以加固劑添加不同量的二氧化鈦奈米粉末形成改質加固劑,施作在與古蹟壁畫承載材性質相似的灰作上,並測試施作後的試體的疏水、抗污及抗生物風化的能力。其中改質加固劑分別為加固劑添加1wt%2wt%3wt%4wt%5wt%二氧化鈦奈米粉末。通過量測施作後的灰作的水接觸角,所得的值為138±3°,均在疏水性的範圍內。故此改質加固劑成功在灰作的表面形成一層具有疏水性的保護層。在抗生物風化方面,通過特殊設計的生物實驗裝置進行實驗,從生物在試體表面的覆蓋面積觀察到改質加固劑具有抑制生物生長的能力,其中以加固劑添加3wt%二氧化鈦奈米粉末抗生物風化的效果最佳。

撰寫單位:國立成功大學 材料科學與工程學系


灰作試體

接觸角測量儀

X光繞射儀

生物實驗裝置(側面)

生物實驗裝置(正面)

灰作試體表面(生物實驗前)

灰作試體表面(生物實驗進行7天後)

灰作試體在生物實驗中藻類生長覆蓋面積與實驗天數的關係圖

灰作試體在生物實驗中第7天藻類生長覆蓋面積

灰作試體在生物實驗中表面顏色變化與實驗天數的關係圖