覆盖于青铜文物表面的锈层（patina），经长期埋藏后逐渐趋于稳定，对青铜基体具有一定保护作用，同时也是构成青铜文物历史和艺术价值的重要组成部分。青铜文物出土后，环境条件（温度、湿度、光照及大气污染物等）的剧烈变化会使锈层的稳定性下降、加速青铜基体的腐蚀，并最终对青铜文物造成不可逆的破坏。因此，青铜文物的保护除了减缓青铜基体的腐蚀外，尚应考虑如何稳定和保护锈层，以确保文物的原貌不受破坏。
缓蚀和封护是青铜文物保护处理的重要环节，长期以来，青铜文物缓蚀、封护材料研发工作聚焦于提升缓蚀、封护材料的长期防护性能，却往往忽略了其可逆性问题，这导致很多具有优异性能的缓蚀、封护新材料在文物保护具体实践中难以落地使用。需要注意的是，尽管缓蚀、封护材料的使用可有效延缓青铜文物腐蚀劣化，但却也不可避免地会向器物本体引入外来物质，对器物中蕴含的考古信息造成干扰。由此，寻找最小干预原则和最佳保护效果之间的平衡是文物保护研究需要关注的重点问题。
针对上述问题，研究团队基于青铜文物光致腐蚀机理相关前期研究成果，提出了一种基于光致钝化机制的青铜文物腐蚀防护新策略，可通过紫外光照射促进青铜表面锈层中致密SnO2钝化膜的形成，从而显著抑制青铜基体腐蚀。基于光致钝化机制对带锈青铜样品进行缓蚀处理的缓蚀效率可达93%，与常见青铜文物有机缓蚀剂效果相当。值得注意的是，该过程仅需光照等参与，形成SnO2钝化膜所需的Sn元素来源于器物本体，不会向器物本体引入外来物质，且钝化膜厚度仅为几十纳米，对锈层成分无明显影响，最大程度满足了文物保护的最小干预原则。总而言之，这项研究一定程度上解决了青铜文物保护工作中最优保护效果和最小干预原则不可兼得的矛盾问题，为青铜文物腐蚀防护技术的研发提供了新思路。相关研究成果，近期以Photo-induced passivation: A new corrosion mitigation strategy for bronze artefacts为题发表于材料腐蚀领域国际顶级学术期刊Corrosion Science。
中国科学院大学人文学院考古学与人类学系吴进贤特别研究助理为本文第一作者、中国科学院大学人文学院考古学与人类学系罗武干教授和北京化工学文物保护领域科技评价研究国家文物局重点科研基地学术带头人王菊琳教授为本文共同通讯作者。中国科学院大学人文学院罗武干教授课题组长期从事出土/出水无机质文物的腐蚀机理研究和保护技术研发，致力于“加强对出土/出水文物和遗址的研究阐释和展示传播，提升中华文明影响力和感召力”。
本研究得到国家重点研发计划（2023YFF0906400）和国家资助博士后研究人员计划的资助GZC20232606）。
原文链接：https://authors.elsevier.com/a/1jf23,Fwi-ST9
图1 不同锡含量铸态Cu-Sn-Pb合金在避光及紫外光照射下的极化电阻变化规律 (a) Cu5Sn, (b) Cu10Sn, (c) Cu15Sn, (d) Cu20Sn
图2 低锡青铜光致腐蚀机理示意图
图3 高锡青铜光致腐蚀机理示意图
图4 光致钝化处理对带锈青铜样品的缓蚀效果
