北京大学文物保护最新学术成果！
编者按：缓蚀剂的效果评估一直是文物保护科学领域中的重要研究课题，因为它影响着经修复完成后的金属文物是否能够长期、稳定地保存，关系着文物物质生命的延续。一般而言，评估金属文物缓蚀效果常用方法有两类：直接监测评估（电化学测试）与间接监测评估（长期老化实验），前者通过测量金属文物样品经缓蚀剂处理前后电化学行为（如开路电位、腐蚀电位、腐蚀电流、交流阻抗等）的变化来评估缓蚀效果；后者则是将经缓蚀剂处理后的模拟文物样品长期曝露在特定的腐蚀环境中，通过监测相应物理量（如试片重量、色泽、力学强度等）的变化来进行的。从实验原理的角度看，上述方法主要都是用于评估缓蚀剂对文物整体的腐蚀抑制效果。应该注意到，文物的实际腐蚀过程往往生发于金属的微区结构（微米尺度）中，并伴随着离子的迁移与电子的转移——这是传统研究方法无法甄别到的变化过程，这表明，现阶段缓蚀材料的评估与筛选过程必然存在着一定的近似与偏差。文物材质宏观腐蚀行为的表现，是微观腐蚀行为的必然结果，微观尺度研究探知才能真正揭示缓蚀保护作用的本质。与此同时，研究人员还观察到，部分经缓蚀剂处理后的金属文物在10—20年的时间跨度内出现了不同程度的腐蚀劣变，这凸显了将金属文物缓蚀剂的相关研究深化到微观层面的紧迫性和必要性。
SECCM-XPS分析结果表明，MBT由于能够通过五元环上和巯基中硫原子与Ag（I）形成稳定的螯合结构，表现出针对富银组分更强的腐蚀抑制效果；MBO则表现出与Cu（I）更强的化学亲和性，因此对富铜结构缓蚀效果更佳扫描微电化学池显微镜（SECCM）技术，作为一种新兴超微探针技术，近年来被广泛应用于催化剂、储能材料、电化学成像及表面微修饰等研究领域，表现出了极高的微区电化学分辨率。基于此，北京大学考古文博学院文物保护课题组与北京科技大学化学与生物工程学院开展深度合作，探究SECCM技术在金属文物腐蚀机理/缓蚀材料研究中的应用可行性和发展前景。近日，研究小组利用SECCM技术，对四种常用银质文物缓蚀剂：苯并三氮唑（BTA）、2-巯基苯并咪唑（MBI）、2-巯基苯并噻唑（MBT）及2-巯基苯并恶唑（MBO）的缓蚀效果进行了评估，结合XPS技术深度解析银质文物材料表面的化学状态，探讨缓蚀保护机理，靶向筛选出了可分别针对银器腐蚀变色与晶间腐蚀的缓蚀材料，为金属文物缓蚀材料的研究提供了全新的思路。该工作以“Microscale Corrosion Inhibition Behavior of Four Corrosion Inhibitors (BTA, MBI, MBT, and MBO) on Archeological Silver Artifacts Based on Scanning Electrochemical Cell Microscopy”为题，于2023年10月3日发表在国际顶级学术期刊Analytical Chemistry，并入选封面文章。
