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。欧洲各地数百年历史的许多艺术品都采用这种方法，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弗拉·安杰洛在意大利的天使报喜也许是最著名的两个壁画例子。但是壁画技术究竟是如何工作的呢?

研究人员在一天内创作出壁画

湿的熟石灰石膏墙上用天然岩石颜料绘制了一幅壁画。由氢氧化钙组成的石膏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一层保护层，从而保护了画作。此外，它还增加了石膏的机械强度。然而，这个过程持续了几十年，使壁画成为一种很少被实践的艺术形式。

对此，日本名古屋工业大学生命科学与应用化学系的ShinobuHashimoto教授、KeitaroYamaguchi先生和YujiIwamoto教授等一组研究人员，通过陶瓷冷烧结快速制作壁画“几何学”技术，或受到地壳中发生的自然岩石形成过程的启发。

该团队的作品发表在CeramicsInternational上。

桥本教授解释仿生陶瓷背后的理念。“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。它采用温压机在数百兆帕的高压下将氢氧化钙粉末加热至300°C。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制造的底座上作画，因为它对环境的影响很小。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，当它被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前对这幅画进行了热压。所得氢氧化钙层表现出优异的可见光透射率和更好的颜料固定。

此外，为了确保均匀的涂层和足够的半透明性，研究人员将颜料和氢氧化钙粉末混合用于绘画，而不是对壁画进行粉末喷涂。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，颜料与氢氧化物的质量比为1:10足以固定颜料颗粒。添加更多的氢氧化物会使绘画变白。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，研究人员用色度计测量了各种混合比例之间的颜料颜色差异。1:10的新混合比表现出明显的显色。事实上，它的颜料颜色，甚至比原本的纯颜料还要鲜艳。研究人员认为，氢氧化钙颗粒分散了红色氧化铁颜料，降低了它们的聚集尺寸。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制作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、未烧制的陶器技术。

桥本教授正确看待当前工作的艰巨性。“利用我们的技术，在一天之内成功地创造了一幅壁画，一幅需要数百年才能形成的历史艺术画。这一发现可以促进低能量社会的生陶技术。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。”