宣纸是由纤维素纤维通过和少量黏结剂复合形成的中国特有的纸张，具有几千年的历史。宣纸表面粗糙，具有织构结构，容易吸附灰尘，而在灰尘中滋生的细菌、真菌和其他污染物容易导致宣纸艺术品破坏或艺术性下降。传统的清洁方式主要包括毛刷清洁、水洗或面团黏合，但这些传统清洁方法效果不佳或对纸张造成破坏，难以可控有效地清洁宣纸艺术品。水凝胶是清洁艺术品最有效的工具之一，然而在清洁宣纸的过程中，由于界面黏附问题，大多数水凝胶无法达到理想的清洁效果。

为了对宣纸进行有效和保护性的清洁，通过简单的方法制备了PVA/PHEAA凝胶。在PVA大分子存在下，HEAA单体在没有任何化学交联剂的情况下进行光聚合和自交联，PHEAA链可以通过氢键与自身或PVA链相互作用，形成双重物理交联网络。纯PHEAA凝胶具有柔软性和延展性，而PVA的引入明显提高了PVA/PHEAA凝胶的力学性能。因此，前者是软凝胶的理想模型，后者是强凝胶的模型。PVA/PHEAA凝胶的机械性能，特别是刚度(即弹性模量)，可以通过凝胶的组成进行调整。在该工作中，作为模型的PVA/PHEAA凝胶表现出0.462 MPa的高强度和1003 J/m²的高韧性，同时表现出102 kPa的中等弹性模量。利用该凝胶作为模型，系统地研究了水凝胶与宣纸之间的界面黏附性能。软PHEAA凝胶显示出131.21 J/m²的高黏附能，导致大量纤维填料从纸上剥离。相比之下，PVA/PHEAA凝胶仅显示出2.98 J/m²的黏附能，这可以很好地清洁纸张而不会对其造成任何损坏。研究发现，临界界面黏附能小于4 J/m²可以保护和有效地清洁宣纸。

PVA/PHEAA凝胶的主要合成步骤示意图

实体模型的清洁试验：评估传统方法、PHEAA凝胶和PVA/PHEAA凝胶

(a) 模仿莲花的中国毛笔画模型; (b) 人工染色的中国毛笔画模型; (c) 通过传统清洁去除喷漆模型上的人工灰尘; (d),(e) 传统清洁后的中国毛笔画; (f) 用PVA/PHEAA凝胶去除喷漆模型上的人工灰尘; (g),(h) PVA/PHEAA凝胶清洁后的中国画; (i) 清洁灰尘后的PVA/PHEAA凝胶表面; (j) 通过PHEAA凝胶去除喷漆模型上的人工灰尘; (k),(l) PHEAA凝胶清洁后的中国毛画笔; (m) 清洁灰尘后PHEAA凝胶的表面

Du J J, Nie Z J, Yu H, et al. Protective cleaning of Chinese paper artworks with strong hydrogels: An interfacial adhesion perspective. Sci China Tech Sci, 2023, 66, https://doi.org/10.1007/s11431-023-2425-0