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。