近日，中國(guo)科學(xué)(xue)院上海高等研(yan)究院研究人員(yuan)在Nature子刊《npj | heritage science》發(fā)表(biao)了題為"Improving structure properties of Jinsha relic ancient ivory by microbial-induced carbonate precipitation"的研究論文。在該論文中(zhong)，研究人(ren)員利用上海(hai)騰拔(ba)Rapid TA國產(chǎn)質(zhì)構(gòu)儀(yi)用于測定xiangya文(wen)物的抗壓強(qiáng)度(du)。

從金沙遺址(zhi)出土的飽水(shui)xiangya文物，因埋藏(cang)過程中有機(jī)質(zhì)(zhi)分解而(er)出現(xiàn)結(jié)構(gòu)損傷(shang)和韌性(xing)下降的情況(kuang)。為此，本(ben)研究(jiu)采用微生物誘(you)導(dǎo)碳酸鹽沉(chen)淀（MICP）技術(shù)，利(li)用具有 59.5 U 脲(niao)酶活性和 0.34 U 碳(tan)酸酐酶活(huo)性的巴氏芽(ya)孢桿(gan)菌，對飽水xiangya樣(yang)本進(jìn)行處(chu)理。X 射線計(jì)(ji)算機(jī)斷(duan)層掃(sao)描（CT）分析表(biao)明，通(tong)過 MICP 生成(cheng)的碳酸鈣晶(jing)體有效填充了(le)孔隙(xi)，使總(zong)孔隙體積減(jian)少了 46.7%。具體(ti)而言，1–60 納米范圍(wei)內(nèi)孔隙的(de)微孔體積和(he)比表(biao)面積(ji)分別減少了(le) 50.9% 和 57.6%。X 射線衍(yan)射（XRD）分析證實(shí)，MICP 產(chǎn)(chan)生的碳酸鈣(gai)晶體(ti)為方(fang)解石(shi)和球霰(xian)石。此(ci)外，經(jīng) MICP 處(chu)理的xiangya抗壓強(qiáng)(qiang)度達(dá)(da)到 20.38 MPa，是未處理樣(yang)本的 3.3 倍(bei)。這些結(jié)果表明(ming)，MICP 技術(shù)能夠(gou)有效(xiao)加固出土的(de)飽水(shui)xiangya。

采用質(zhì)構(gòu)儀(yi)對經(jīng)微生(sheng)物誘導(dǎo)(dao)碳酸鹽沉淀（MICP）處(chu)理的xiangya樣(yang)本及對照組(zu)樣本的抗(kang)壓強(qiáng)度進(jìn)行了(le)測試，結(jié)果如(ru)圖 8a 所示。經(jīng)(jing) MICP 處理的xiangya樣本抗(kang)壓強(qiáng)(qiang)度為(wei) 20.38 MPa，是未處(chu)理xiangya樣本（6.20 MPa）的(de) 3.3 倍。結(jié)果表(biao)明，MICP 處理后(hou)xiangya的力學(xué)性能得(de)到顯著(zhu)改善。這可(ke)能是因?yàn)?MICP 處(chu)理產(chǎn)生的碳(tan)酸鈣沉(chen)淀填充(chong)了出(chu)土xiangya中的(de)孔隙(xi)和裂縫，從而加(jia)固了其結(jié)構(gòu)(gou)并提(ti)高了抗壓強(qiáng)度(du)。抗壓(ya)強(qiáng)度測試后樣(yang)本的狀態(tài)如圖(tu) 8b 和 8c 所示(shi)。未處(chu)理的xiangya樣本(ben)在測(ce)試后發(fā)生碎(sui)裂，這可能是(shi)由于樣本內(nèi)部(bu)存在大量(liang)裂縫和(he)孔隙，導(dǎo)致(zhi)結(jié)構(gòu)完整(zheng)性較(jiao)低。相比之下，經(jīng)(jing) MICP 處理的樣(yang)本在抗(kang)壓強(qiáng)度測試(shi)后僅與壓頭(tou)接觸的部位發(fā)(fa)生碎(sui)裂，整體(ti)并未破(po)碎。這些結(jié)果表(biao)明，MICP 處理能有效(xiao)加固xiangya樣本并改(gai)善其整體(ti)力學(xué)(xue)性能(neng)。

參考文獻(xiàn)：Yijun Zou et al. Improving structure properties of Jinsha relic ancient ivory by microbial-induced carbonate precipitation. npj | heritage science, 2025。