Research press release

【環境】新しい化学処理法を古い建物の保存に役立てる

Scientific Reports

Environment: Chemical treatment helps ancient buildings weather the storms

英国のヨーク大聖堂のような歴史的な石材構造物を大気汚染物質による風化作用から守るために役立つ技術が開発された。この研究は、工学・自然科学研究会議(EPSRC)/芸術・人文科学研究会議(AHRC)のScience & Heritage Programmeの研究助成金で行われたもので、その結果を報告する論文が、今週、学術雑誌Scientific Reportsに掲載される。この研究結果は、石灰岩でできたほかの歴史的建造物の保存を促進するために利用できる可能性がある。

ヨーク大聖堂は、ヨーロッパ北部で最大のゴシック様式の大聖堂で、西暦600年頃に建設された。同時代のほかの多くの歴史的建造物と同様に、著しい速さで浸食が進んでいる。それぞれの時代の最高の材料を用いた定期的修復や復元が試みられており、それを原因として崩壊が加速したこともあった。

超撥水表面コーティングは、文化遺産の石造物を保護する1つの方法だが、現在入手可能なコーティングの多くは、石の微細構造をふさいで、その「呼吸」を妨げる作用がある。今回、K Wilsonたちは、自己集合した脂肪酸の単層と別のフッ素化化合物を組み合わせて、方解石上に撥水表面コーティングと超撥水表面コーティングを生成した。この処理方法をヨーク大聖堂の19世紀の石材に用いたところ、硫酸の浸透が抑制され、制御された乾燥、湿潤のいずれの二酸化硫黄環境においても石膏生成が鈍化した。

Scientists have developed a technique that could help to protect historic stone structures, such as York Minster in the UK, from the effects of weathering by atmospheric pollutants. The findings (funded through the EPSRC/AHRC Science & Heritage Programme), reported in the journal Scientific Reports this week, could be used to promote the conservation of other historic buildings made from limestone.

York Minster is the largest Gothic cathedral in northern Europe and has occupied the same site since 600 AD. Along with many other historic structures of its era, York Minster is eroding at a noticeable rate and periodic renovations and attempted restoration efforts using the best materials available at the time have, in some cases, accelerated the decay.

Hydrophobic surface coatings offer a potential route to protect existing stonework in cultural heritage sites, but many available coatings act by blocking the stone microstructure, preventing it from ‘breathing.’ Karen Wilson and colleagues report a conformal surface modification method, using a self-assembled single layer of fatty acids combined with another fluorinated chemical compound, to generate hydrophobic and super-hydrophobic surface coatings on calcite. The treatment, when applied to 19th century stone from York Minster, suppresses sulphuric acid permeation, thereby delaying gypsum formation under controlled dry and humid sulphur dioxide environments.

doi: 10.1038/srep00880

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