journal article·2023-07-14

Modified Lignin Nanoparticles as Potential Conservation Materials for Waterlogged Archaeological Wood

Jingwen Zhang, Ying Li, Dingfang Ke, Chenya Wang, Huimin Pan, Kefan Chen, Hui Zhang

ACS Applied Nano Materials· Volume 6· Issue 13
Publisher page

Abstract

Lignin is the most abundant component in archaeological waterlogged wood, making it a potential consolidant with high compatibility for historical wood conservation. However, its consolidation effect is limited by its low penetration into the wood. In this study, modified lignin nanoparticles (LNPs) were proposed for the first time as conservation materials for waterlogged archaeological wood. Two modified LNPs were prepared with low molecular weight, small size, and high solubility in ethylene glycol (EG) for consolidating waterlogged wood samples. These nanoparticles, hydrophilic aminated LNPs (ALNPs) and hydrophobic esterified LNPs (MALNPs), greatly improved the consolidation effect of waterlogged wood samples compared to LNPs. This was demonstrated by measuring their physical properties, dimensional stability, and mechanical properties. The surface color change was almost within the acceptable range for the human eye. We also discussed two different reinforcement mechanisms of ALNPs and MALNPs. ALNPs can form hydrogen bonds with hemicellulose/cellulose in the wood to strengthen the fragile wood cell wall, while MALNPs can fill the wood cell lumen to support the cell wall and prevent deformation during drying. Our work provides an approach of using biomaterials as consolidants for archaeological waterlogged wood and expands the use of lignin in this field.
Source: openalex_inverted_index · Quality: baseline

Research context

OpenAlex topics: Lignin and Wood Chemistry · Advanced Cellulose Research Studies · Wood Treatment and Properties

SciVX discovery tags are terminology-based. OpenAlex topics are source-provided classifications.

Affiliations

School of Art and Archaeology, Zhejiang University, Hangzhou 310028, China

Hangzhou Institute of Cultural Heritage and Archaeology, Hangzhou 310008, China

Zhejiang Key Laboratory for Protection Technology of High-Rise Operation, Zhejiang Huadian Equipment Testing Institute Co. LTD, Hangzhou 310015, China

Zhejiang University Museum of Art and Archaeology, Hangzhou 310028, China

Funding

Fundamental Research Funds for the Central Universities · Conservation Science and Technology Project of Zhejiang Provincial Administration of Cultural Heritage

References (94)

Show source-provided references
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