在中世纪的欧洲，在油画兴起之前，壁画是一种流行的宗教绘画技法。欧洲各地许多已有数百年历史的艺术品都采用了这种方法，构成了文化遗产的重要组成部分。米开朗基罗著名的西斯廷教堂天花板和意大利弗拉·安杰洛的《天使报喜》也许是最著名的壁画例子中的两个。但壁画技术到底是如何运作的呢？

湿熟石灰灰泥墙上用天然岩石颜料绘制了一幅壁画。石膏由氢氧化钙组成，与大气中的水蒸气和二氧化碳反应形成碳酸钙。它逐渐在颜料上形成保护层，从而保护画作。此外，它还增加了石膏的机械强度。然而，这个过程需要数十年的时间，使得壁画成为一种很少被实践的艺术形式。

在这方面，日本V体育生命科学与应用化学系的一组研究人员，包括桥本忍教授、山口庆太郎先生和岩本雄二教授，通过一种“几何拟态”的陶瓷冷烧结技术，或者受到地壳中发生的自然岩石形成过程的启发，快速制作了壁画。

团队的工作成果已于 4 日在线发布^第2021 年 11 月和.

教授。桥本解释了几何陶瓷背后的想法。“这种硬化方法之所以如此命名，是因为它模仿了地壳中沉积岩的形成。它采用温压将氢氧化钙粉末加热至300°C°C 在数百兆帕的高压下。这些条件使粉末硬化，形成壁画的基础材料。”

研究人员使用红色氧化铁颜料粉末在预制底座上进行绘画，因为它对环境的影响较小。接下来，他们进行了超临界二氧化碳处理。超临界二氧化碳是二氧化碳的一种流体形式，在加热并保持在非常高的温度和压力下时形成。在他们的技术中应用超临界二氧化碳有助于在油漆表面形成碳酸钙。

为了确保颜料固定在表面上，研究人员在二氧化碳处理之前对绘画进行温压。所得氢氧化钙层显示出优异的可见光透射率和更好的颜料固定性。

此外，为了确保涂层均匀和足够的半透明度，研究人员将颜料和氢氧化钙粉末混合进行绘画，而不是对壁画进行粉末涂覆。混合物中较重的铁基颜料颗粒沉降并沉积在基底上，而氢氧化钙则保留在顶部并均匀地覆盖表面，最终形成均匀的碳酸钙涂层。

研究人员发现，1:10 的颜料与氢氧化物的质量比足以固定颜料颗粒。添加更多的氢氧化物使绘画变白。他们使用扫描电子显微镜和能量色散 X 射线光谱分析了所得壁画的结构特征，以确认钙和铁元素的分布。

最后，研究人员用比色计测量了不同混合比例下的颜料颜色差异。 1:10 的新颖混合比例显示出明显的显色效果。事实上，它的颜料颜色甚至比原来的纯颜料还要鲜艳。研究人员认为，氢氧化钙颗粒分散了红色氧化铁颜料，减少了它们的聚集体尺寸。这反过来又增加了透射光强度。

这项工作中强调的结果将能够快速生产采用氢氧化钙混合颜料、温压和超临界二氧化碳处理设计的壁画。这种壁画技术还可以用于在陶器上制作彩色图片，这可以推动新的、节能的、免烧陶器技术的发展。

教授。桥本阐述了当前工作的艰巨性。“利用我们的技术，一幅壁画，一幅需要数百年才能形成的历史艺术画，在一天内成功创作出来。这一发现可以促进低能耗社会的免烧陶器技术。关注传统领域很重要，因为过去的技术也可以为最新的进步做出贡献。”

新技术必将为历史悠久的壁画艺术带来一股新鲜空气！

涂有新型颜料混合物并经过超临界二氧化碳处理的基材的横截面
扫描电子显微镜（灰色）和能量色散 X 射线光谱（黄色和红色）图像揭示了新型颜料混合物中的钙和铁元素分布，该混合物由氧化铁（红色）与氢氧化钙（黄色）质量比为 1:10 组成。
图片来源：V体育 Shinobu Hashimoto
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V体育的研究人员开发出一种在一天内创作壁画的流程
日本的一个研究小组利用模仿地壳中沉积岩形成的新技术，在一天内成功创作了一幅壁画。他们的方法大大加快了壁画的完成速度，否则壁画的形成需要几十年的时间。
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参考

原始论文标题	使用几何陶瓷形成工艺快速制作壁画
期刊	国际陶瓷
DOI
作者姓名	山口启太郎、桥本忍、永田洋平、森亚里沙、岩本雄二
最新文章发布日期	2022 年 2 月 15 日

关于日本V体育 Shinobu Hashimoto 教授

Shinobu Hashimoto 是 NITech 生命科学与应用化学系的教授和研究人员。他在V体育工学部获得学士、硕士和博士学位。 Hashimoto 教授撰写了 140 多篇出版物，被引用 1190 次，H 指数为 17。他的专业领域包括无机、复合材料及其表面和界面工程。桥本教授和他的团队目前正在研究矿物学、了解晶体结构并开发先进的陶瓷制造方法。

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