به طور کلی استفاده از فناوری نانو در مرمت آثار تاریخی و نگهداری آن ها سابقه طولانی ندارد و دیگر فناوری های مورد استفاده نیز نوپا بوده و گستردگی زیادی ندارند. یکی از معدود استفاده های فناوری نانو در مرمت و بازیابی تابلوهای نقاشی و نقوش مایاها در مکزیک بوده است. ضمن آن که اتحادیه اروپا نیز برنامه ای مبنی بر کاربرد فناوری نانو در میراث فرهنگی در حال اجرا دارد.

مرمت کلیسای جامع شهر پیزا در ایتالیا از چهار سال پیش آغاز شده است. اگرچه هم اکنون مرمت کاران در حال استفاده از تکنیک های بازسازی سنتی هستند اما این روش ها به زودی و به کمک یافته های دانش شیمی و علم مواد تغییر خواهد کرد.

برای مرمت کلیسای پیزا، از سنگ هایی استفاده می شود که پیش از این در قرن یازده میلادی نیز برای ساخت این کلیسا از آنها استفاده شده بود. فناوری های رایجی مانند لیزر نیز در خدمت مرمت کاران خواهد بود.

اما هم زمان، مرمت کاران برخی تکنیک های نوین را نیز آزمایش می کنند از جمله محصولی ابتکاری که برگرفته از ذرات نانو است. این محصولِ ابتکاری، به محکم سازی ساختار داخلی سنگ ها (که در کلیساها عمدتا سنگ مرمر هستند) کمک می کند. این ماده به بخش های آسیب دیدۀ سنگ تزریق می شود.

روبرتو چلا، مهندس عمران می گوید: «سنگ مرمر منفذهای کمی دارد و همین ما را مجبور می کند که از ذراتی در مقیاس نانو استفاده کنیم. ذراتی که بتوانند در داخل سنگ نفوذ کرده و ما را از ترمیم کامل اثر مطمئن کنند.»

گروهی از شیمیدان ها که در چهارچوب یک پروژه تحقیقاتی اروپایی در حال کارند، توانسته اند ترکیب محکم کنند جدیدی تولید کنند. ترکیبی که حاوی کربنات کلسیم است و از مخلوط کردن اکسید کلسیم، آب و دی اکسید کربن به دست می آید. ذرات کوچک نانویی که در این ترکیب معلق هستند این توانایی را دارند تا به درون سنگ ها و ساختار فرسوده نفوذ کرده و از تجزیه آن ها جلوگیری کنند.

داریو پائولوچی، شیمی دان دانشگاه پیزا می گوید: «مهم است که این ذرات، طبیعت شیمیایی همان سنگ هایی را داشته باشند که باید ترمیم شوند. به این ترتیب با گذشت زمان، این ذرات تحت تاثیر فرایندهای مختلف فیزیکی و مکانیکی قرار نمی گیرند؛ فرایندهایی که می تواند در نهایت منجر به شکستن سنگ ها شود.»

پنج کلیسای اروپایی از جمله کلیسای سنت استفان در شهر وین، پایتخت اتریش در این پروژه مشارکت دارند.

در اتریش ویژگی های مکانیکی سنگ ها بررسی می شوند اما از آنجا که نمی توان نمونه های زیادی از سنگ های کلیسا را برای آزمایش ها استفاده کرد، دانشمندان سعی کرده اند «عمر» قطعه سنگ های محدودی را که برای نمونه استفاده می کنند، افزایش دهند.

ماتئابن، دانشمند مواد در دانشگاه تکنولوژی وین می گوید: «ما برای حفظ سنگ های نمونه، روش های مختلفی را آزمایش کردیم. مثلا تلاش کردیم آنها را منجمد کنیم یا در محیط های نمکی و اسیدی قرار دهیم. درنهایت تصمیم گرفتیم با حرارت، عمر آنها را افزایش دهیم. بنابراین سنگ ها را تا دمای خاصی گرم می کنیم. پس از گرم شدن، مواد در داخل سنگ ها منبسط شده و به سمت مشخصی گسترش می یابند. آنها با این انبساط، به مواد معدنیِ اطراف فشار آورده و باعث ترک سنگ می شوند. ما به این ترک ها نیاز داریم تا آنها را محکم کنیم.»

این مواد محکم کننده برای محکم سازی انواع مختلف سنگ های کلیساهای اروپا استفاده شده اند از جمله سنگ های آهکی، ماسه سنگ و سنگ مرمر. پژوهش گران نتیجه استفاده از این ماده را روی سنگ های مختلف بطور دقیق بررسی می کنند.

یوهانس ویبر، کارشناس پتروشیمی از دانشگاه هنرهای کاربردی وین می گوید: «قبل از همه، مواد محکم کننده سنگ ها باید به خوبی توسط سنگ جذب شوند. سپس در دوران تبخیر آن ها، این مواد باید در نقطه مشخصی در ساختار داخلی سنگ رسوب شوند. حجم این مواد نباید پس از سرد شدن خیلی کوچک شود. تمام مواد پس از سرد شدن کوچک می شوند، مواد محکم کننده سنگ ها نیز همین ویژگی را دارند. این مواد باید به مواد سنگ بچسبند اما نباید منافذ سنگ را کاملا ببندند.»

آزمایش ها در کلیساهای جامع اروپایی هم چنان در حال انجام است. پژوهش گران امیدوارند کارشان به حفظ بهتر میراث فرهنگی در سطح اروپا کمک کند.

در حال حاضر فناوری نانو می تواند در کنترل و نمایش وضعیت آثار تاریخی، نگهداری و مرمت آنها کاربرد داشته باشد. در بخش کنترل و نمایش، با استفاده از نانوحسگرها و نشان گذارهای نانومتری می توان وضعیت کنونی مواد و مصالح بناهای تاریخی مانند نرخ خوردگی، نوع و جنس مواد، ساختار، ترکیب و پایداری آنها را مشخص کرد. این روش ها کاملا غیرمخرب هستند.
در بخش مرمت نیز می توان از نانومواد برای از بین بردن آثار خرابی، خوردگی و بهبود ساختار استفاده کرد. در این بخش از نانوذرات هیدروکسید و کربنات کلسیم و منیزیم برای مرمت و بازیابی نقاشی ها، نقشه های باستانی، نقوش حکاکی و رنگ آمیزی شده بناها استفاده شده است.

 کاربرد نانوذرات برای مرمت دست نوشته های قدیمی نیز گزارش شده است. به عنوان مثال در شهر فلورانس که غنی از منابع فرهنگی با ارزش است از نانوذرات برای ترمیم اسناد کاغذی قدیمی در مواردی که اسید موجود در جوهر سبب از بین رفتن الیاف سلولزی آنها شده است به کار برده شده اند.
در بخش محافظت نیز استفاده از انواع پوشش های مقاوم به خوردگی و ضد آب و لک روی مصالح و بناها می تواند از جمله کاربردهای فناوری نانو در بخش محافظت باشد. شاید برایتان جالب باشد که بدانید امسال در زمان ترمیم کاشی های گنبد مسجد امام در اصفهان برای جلوگیری از نفوذ آب باران به داخل آن در زمان بازسازی، از نانومواد ضد آب استفاده شد.

استفاده از مواد ضد خوردگی برای محافظت چوب و سازه های چوبی از دیگر کاربردهای فناوری نانو است. علاوه بر موارد گفته شده کاربرد فناوری نانو در بهبود شکل ظاهری، جلا و شفافیت مصالح، بناها و اشیای باستانی نیز مطرح است. استفاده از پوشش های ضد آب و لک، ضد اثر انگشت، ضد نوشتاری و ضد خش برای ممانعت از نوشتن و حک کردن روی سطوح بناها از جمله کاربردهای فناوری نانو در محافظت از نما و افزایش زیبایی بناها است.