研究計畫介紹：

在台灣本土古蹟文物的傳統彩繪技藝中，白色扮演著最核心的角色。它不僅能有效遮蓋底層的桐油顏料，更是展現彩繪工法中「退暈」層次感不可或缺的基底。儘管主成分為二氧化鈦的「鈦白」屬於較晚近才被開發的顏料，但因其對文物表面擁有極佳的遮蓋力，現已成為全色修復製程中的首選顏料，有時亦會依據特定需求混摻少許鋇白或鋅白，以強化其整體光學表現與穩定度。然而，二氧化鈦本身具有顯著的光催化特性，一旦受到波長小於 406.6 奈米的紫外光及短波長可見光照射，便會被激發並產生電子—電洞對；這些電子電洞對在日常環境中與水氣、氧氣交互作用後，會催化出具備高反應活性的自由基，進而降解、破壞修復層內的高分子樹脂載色體或色料分子，導致修復成效難以長期維持。有鑑於此，本研究團隊旨在發揮核心專長，開發可替代鈦白粉的新型氧化物奈米材料，透過精準調控這類奈米微粒的粒徑大小與均勻度來改變其能隙寬度，期盼能將太陽光對其造成的激發活性降至最低。此外，會在這些白色奈米材料表面摻雜特定數量的氧化鋅量子點，使表面產生可抗菌的活性區。最後會進行粉末對市售的載色體的光分解實驗測試，並利用臨場光譜的量測方式，來監控並了解整個反應的發生過程。

目前研究成果：

接續先前的研究，我們加入不同重量濃度的氧化鋅量子點進氧化鋯量子點粉末中，由紫外-可見光光譜儀 (UV-Vis Spectrophotometer)  量測其吸收值，發現 5% 重量百分濃度以下之氧化鋅/氧化鋯量子點在紫外-可見光波長內無出現吸收峰，在 10% 重量百分濃度之氧化鋅/氧化鋯量子點在 350 nm 附近出現一根來自氧化鋅貢獻的吸收峰。透過吸收光譜得到 Tauc plot，得知不同重量百分濃度的氧化鋅/氧化鋯量子點光學能隙，5% 重量百分濃度以下之氧化鋅/氧化鋯量子點能隙約在 4.87 eV，與ZrO₂ 量子點的 5.02 eV相差不遠。在抗菌測試方面，我們選擇使用巴西麴菌，為一種常見的黑黴菌作為抗菌測試菌種。在抑菌生長測試上，我們使用 0.1%、0.5%、1%、5% 以及 10% 的氧化鋅/氧化鋯量子點加入續代過後的黴菌，0.1%~1% 的氧化鋅隨著時間其菌種濃度越來越高，而5%及10% 之氧化鋅雖然也有上升趨勢，但其濃度均比0.1%~1% 低，我們推測有一定的抗菌效果。而黴菌與酵母菌的快檢片測試可以得知活體菌種的濃度。根據測試結果，氧化鋯以及0.1%~1% 的氧化鋅其活體菌種的濃度隨著時間增加，而5%及10% 之氧化鋅其活體菌種濃度些微增加，這表示 5 % 以上之氧化鋅具有明顯的抑制效果。最後進行固態抗菌測試，這是最直接反應塗料的抗菌或抑菌能力，將塗料以及黴菌混合，並轉移至培養品中培養，藉由觀察抑菌圈的大小即可判斷。根據菌種生長結果，0.1%~1% 的氧化鋅在經過五天的培養下，出現了明顯的菌落，而5%及10% 之氧化鋅則出現部分白色菌絲，此結果再次說明適量的添加氧化鋅可以達到抑制黴菌的生長。

持續進行中實驗：

由此階段的實驗結果可以得知在培養箱的環境下 (室溫，高濕度，氧氣)，需要添加 5% 以上之氧化鋅量子點才可以達到明顯的抑菌效果。未來我們會嘗試在模擬太陽光照射下進行 1%~5% 氧化鋅之抗菌測試，希望藉由光的能量讓抑菌效果提升。

致謝：

非常感謝文資局承辦人、審查委員及各位長官對本團隊的肯定與經費挹注，使我們得以順利展開奈米材料與文物修復塗料的跨領域研究。研究初期雖歷經瓶頸，但在團隊不斷嘗試與探索下，已逐步掌握相關課題的核心特性。展望未來，我們期許能累積更豐碩的研究成果與專業知識，並再次感謝長官們的全力相助，讓我們能在該領域持續耕耘、深化發展。