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  文化遺產(chǎn)是人類歷史、藝術(shù)和科學(xué)的重要載體，但長期以來面臨著物理損壞、化學(xué)腐蝕和生物入侵等多種威脅。其中，真菌的生物降解破壞力尤為普遍且隱蔽。在適宜環(huán)境下，真菌能迅速在各種材質(zhì)的文物表面定植繁衍。它們不僅以有機文物中的天然聚合物為食，其菌絲深入內(nèi)部造成結(jié)構(gòu)性破壞，代謝產(chǎn)物還會導(dǎo)致變色、染色和表面劣化；即便是堅硬的無機文物，也難以抵擋其分泌的酸性化合物的持續(xù)侵蝕。

  傳統(tǒng)的文物保護手段在對抗真菌侵害時常感力不從心：物理預(yù)防效果有限，化學(xué)殺菌劑則潛藏二次污染、損傷文物本體甚至誘發(fā)真菌耐藥性的風(fēng)險。面對這一困境，水凝膠——一種具有優(yōu)異吸水性、保濕性、生物相容性和高度可設(shè)計性的新型聚合物材料，在文化遺產(chǎn)保護領(lǐng)域嶄露頭角，為解決真菌降解難題提供了極具前景的創(chuàng)新方案。

  2025年8月2日，國際期刊《Gels》在線發(fā)表了題為《Hydrogel Applications for Cultural Heritage Protection: Emphasis on Antifungal Efficacy and Emerging Research Directions》的綜述文章。重慶中國三峽博物館（館藏文物有害生物控制研究國家文物局重點科研基地）陳美均館員為論文第一作者，斯特拉斯堡大學(xué)/法國科學(xué)研究中心，歐洲科學(xué)院院士Alberto Bianco教授課題組在讀博士向順雨（西南大學(xué)植物保護學(xué)院畢業(yè)碩士研究生）與重慶中國三峽博物館唐歡研究館員為共同通訊作者。值得注意的是，這是國際上首篇系統(tǒng)評述水凝膠在文物保護領(lǐng)域應(yīng)用的綜述文章，具有開創(chuàng)性意義。

  該綜述系統(tǒng)梳理了專為文物保護定制開發(fā)的水凝膠策略的最新進展，核心聚焦其防止生物降解的關(guān)鍵能力——抗真菌性能。文章詳細闡述了水凝膠在多種文化遺產(chǎn)保護中的成功應(yīng)用：如在紙質(zhì)文物保護方面，結(jié)冷膠水凝膠能有效去除酸性化合物，減少降解產(chǎn)物，且對紙張損傷小；在壁畫保護中，雙網(wǎng)絡(luò)水凝膠展現(xiàn)出顯著的抗真菌和抗菌功效；在陶瓷保護方面，水凝膠具有控制釋放抗真菌劑、殘留少、適應(yīng)性強等優(yōu)勢，含納米粒子的水凝膠涂層能有效抑制真菌生長。此外，水凝膠在石質(zhì)文物、骨角類文物和木質(zhì)文物保護中也都發(fā)揮著重要作用。

Figure 1. This schematic diagram illustrates the use of hydrogel for preventing and controlling fungal infections on the surface of cultural heritage. The cultural relics in this figure are arranged in three rows.(a–c) has three items, which, from left to right, are a stone, mural, and bone relics. (d,e) contains two wooden artifacts, and (f,g) features a paper-based relic.

  盡管前景廣闊，綜述也客觀指出當(dāng)前水凝膠在實際文物保護中應(yīng)用案例仍有限，對其長期影響（如抗菌劑釋放機制）、殘留物去除、與復(fù)雜文物表面的相互作用等挑戰(zhàn)需深入研究。未來的研究方向應(yīng)聚焦于設(shè)計智能水凝膠系統(tǒng)，整合多種功能，如抗菌活性、pH緩沖和機械強化等。響應(yīng)性水凝膠能根據(jù)環(huán)境線索調(diào)整其特性，可實現(xiàn)實時、自調(diào)節(jié)的保護處理。此外，開發(fā)可生物降解或自溶解的水凝膠配方，使用可再生、無毒的生物聚合物作為水凝膠設(shè)計的基礎(chǔ)，結(jié)合低成本、可擴展的制造技術(shù)，將有助于推動水凝膠技術(shù)在文化遺產(chǎn)保護領(lǐng)域的更廣泛應(yīng)用。

  原文鏈接：https://doi.org/10.3390/gels11080606