近日，我院张献明教授团队在文物保护领域权威期刊《npj Heritage Science》发表了题为“Remedy for NaCl-induced sandstone weathering via crystallization inhibition by environmentally friendly iron tartrate”的研究论文。该研究针对砂岩文化遗产面临的盐风化威胁，提出利用环保型铁酒石酸盐（Fe(II)-mTA、Fe(III)-mTA）抑制氯化钠（NaCl）结晶的新策略，为砂岩遗产保护提供了可持续解决方案。
盐风化是砂岩类文化遗产（如古代建筑、石雕、石窟）风化破坏的主要因素之一。NaCl在孔隙中反复溶解-结晶过程中产生的结晶压力，远超砂岩的抗拉强度，造成颗粒脱落、层状剥落等不可逆损伤。传统脱盐方法效率低、效果不稳定，且常用抑制剂如亚铁氰化物虽有效但存在环境风险，易导致表面泛蓝（普鲁士蓝），限制其实际应用。该研究创新性采用铁酒石酸盐为环保型结晶调节剂，并与传统抑制剂铁氰化钾（FCN）进行系统对比。通过盐结晶测试、盐侵蚀-冻融耦合实验、脱盐实验与分子动力学模拟，系统验证了Fe(II)-mTA和Fe(III)-mTA的效能：1）结晶形态调控，二者能显著改变NaCl晶体形貌，使其从立方体转变为枝晶状或变形多面体，降低结晶内聚力；2）抗盐蚀性能提升：在盐蚀-冻融循环测试中，抑制剂处理的砂岩试样风化程度明显减轻，结构完整性更好；3）脱盐效率提高：使用含抑制剂的脱盐膏剂后，脱盐效率最高可达对照组的3倍，其中Fe(II)-mTA表现尤为突出；4）环保与兼容性：铁酒石酸盐对环境友好，且对砂岩微观结构（尤其是＜10 μm孔隙）影响极小，符合文物保护“最小干预”原则。分子模拟进一步揭示，抑制剂在NaCl晶体{111}晶面的吸附能顺序为FCN > Fe(III)-mTA > Fe(II)-mTA，与其在实际孔隙介质中的抑制效果一致，为机制理解提供支撑。
该研究不仅验证了铁酒石酸盐作为环保抑制剂的可行性，更为中国砂岩遗产（如四川雕塑、山西石窟）的保护提供了技术支撑，有望推动文化遗产保护从“传统方法”向“绿色可持续”转型。
全文链接：https://www.nature.com/articles/s40494-025-02243-3
