國際團隊應用哥倫比亞工程學院和歐洲同步輻射設施開發的新方法--ctPDF，發現瑪麗-羅斯號木質遺骸中的潛在有害物質。

來自哥倫比亞工程學院、歐洲同步輻射設施（ESRF）、謝菲爾德大學、瑪麗-羅斯信托基金和哥本哈根大學的一個多學科研究小組利用哥倫比亞大學和ESRF開發的一種新的X射線技術，發現在亨利八世最喜愛的軍艦--瑪麗-羅斯號的木質船體中存在著含鋅的納米顆粒。這些納米粒子正在導致這艘船的殘骸變質，該船于 1545 年在戰斗中沉沒，并于 1982 年從索倫特號被打撈上來。都鐸號船及其收藏的 10,000 件文物現在收藏在英國樸茨茅斯的瑪麗羅斯博物館。

用于檢查該船遺骸的新技術--計算機斷層掃描PDF（ctPDF）--最初是在哥倫比亞工程公司/布魯克海文國家實驗室和ESRF團隊成員共同撰寫的一項研究中開發的，用于研究催化劑和電池。當謝菲爾德大學功能納米材料主席瑟琳娜.卡森（Serena Cussen）與哥倫比亞材料科學家西門.比林格（Simon Billinge）取得聯系時，比林格幫助開發了使用布魯克海文同步加速器的研究方法，他認為 ctPDF 可能是了解船舶遺骸內部發生了什么的好方法。 比林格研究小組對 X射線如何在納米級的樣品截面上散射進行了成像，然后精確表征隱藏在都鐸木材深處的材料的性質。對比所得到的圖像的像素，他們可以確定，經過幾個世紀的時間，木材上已經布滿了硫化鋅的納米顆粒。

“在瑪麗羅斯號沉沒后的幾年里，能夠一窺它的歷史特別令人興奮，”在美國能源部布魯克海文國家實驗室任職的比林格說。“硫化鋅沉積物來自木頭沉入海底時生活在木頭中的厭氧細菌——它們本質上是細菌糞便。我們得到的結果就像一次微型考古挖掘，通過研究沉積物的位置和組成，我們可以看到細菌如何在木材上定居以及它們吃了什么。”

該團隊還在船的木材中發現了聚合物沉積物。39年前，這艘船從海底被提出來之后，為了幫助保存它的遺體，在船上噴灑了聚合物，當時人們認為聚合物會帶來機械穩定性。然而，最近有一些證據表明，這種聚合物本身可以降解，并作為降解酸的來源進入其周圍的材料。

現在，新的X射線技術使研究人員能夠追蹤船上木材中的聚合物--這是制定保護戰略的重要一步。這種新方法可以為未來保護瑪麗-羅斯號和其他重要考古發現的策略提供參考。

"這是我們第一次使用X射線全散射與計算機斷層掃描技術，成功地在納米級研究文化遺產樣品。負責ESRF ID15光束線的科學家馬可.迪.米希爾（Marco Di Michiel）說："這項工作為保護領域的新實驗打開了大門。

現在研究人員正在努力詳細了解這些鋅基顆粒可能對瑪麗-羅斯產生的降解作用以及如何中和這些顆粒。

哥倫比亞工程公司

哥倫比亞工程學院位于紐約市，是美國頂尖的工程學院之一，也是美國最古老的學院之一。該學院也被稱為傅氏基金會工程和應用科學學院，通過其220多名教師的開創性研究，擴大知識和推進技術，同時在一個合作的環境中教育本科生和研究生，使他們成為有堅實工程基礎的領導者。學院的教師是大學跨學科研究的中心，為數據科學研究所、地球研究所、祖克曼頭腦行為研究所、精準醫學計劃和哥倫比亞納米計劃做出了貢獻。在其戰略愿景 "哥倫比亞大學人類工程 "的指導下，學院旨在將想法轉化為創新，以促進可持續的、健康的、安全的、連接的和創造性的人類。