近日，中國科(ke)學(xué)院上海高等(deng)研究院研(yan)究人員在Nature子刊(kan)《npj | heritage science》發(fā)表了題為"Improving structure properties of Jinsha relic ancient ivory by microbial-induced carbonate precipitation"的研究論文。在該論(lun)文中，研究(jiu)人員(yuan)利用(yong)上海騰拔Rapid TA國(guo)產(chǎn)質(zhì)構(gòu)(gou)儀用于測定xiangya文物的抗壓(ya)強(qiáng)度。

從金沙遺(yi)址出土的(de)飽水xiangya文物，因埋(mai)藏過程(cheng)中有機(jī)質(zhì)分(fen)解而出現(xiàn)結(jié)(jie)構(gòu)損傷和韌性(xing)下降(jiang)的情況。為(wei)此，本研究采用(yong)微生物(wu)誘導(dǎo)(dao)碳酸鹽沉淀(dian)（MICP）技術(shù)，利(li)用具有 59.5 U 脲(niao)酶活(huo)性和(he) 0.34 U 碳酸酐酶活性(xing)的巴氏芽孢(bao)桿菌(jun)，對飽水xiangya樣(yang)本進(jìn)行處理。X 射(she)線計(ji)算機(jī)(ji)斷層掃描(miao)（CT）分析表明(ming)，通過 MICP 生成(cheng)的碳酸鈣晶(jing)體有效(xiao)填充了孔隙，使(shi)總孔隙(xi)體積減少了 46.7%。具(ju)體而言，1–60 納米范(fan)圍內(nèi)孔(kong)隙的微孔(kong)體積和比表面(mian)積分別減少(shao)了 50.9% 和 57.6%。X 射線(xian)衍射（XRD）分析證(zheng)實(shí)，MICP 產(chǎn)生的碳酸(suan)鈣晶體為(wei)方解(jie)石和球霰石。此(ci)外，經(jīng) MICP 處理(li)的xiangya抗壓(ya)強(qiáng)度達(dá)(da)到 20.38 MPa，是未處(chu)理樣(yang)本的 3.3 倍(bei)。這些(xie)結(jié)果表明(ming)，MICP 技術(shù)能(neng)夠有效加(jia)固出土(tu)的飽水(shui)xiangya。

采用質(zhì)構(gòu)儀對經(jīng)微生物誘(you)導(dǎo)碳酸鹽(yan)沉淀（MICP）處理的xiangya樣(yang)本及(ji)對照組樣本(ben)的抗(kang)壓強(qiáng)(qiang)度進(jìn)(jin)行了測試(shi)，結(jié)果如(ru)圖 8a 所示。經(jīng) MICP 處(chu)理的xiangya樣本抗壓(ya)強(qiáng)度為 20.38 MPa，是未(wei)處理xiangya樣(yang)本（6.20 MPa）的 3.3 倍。結(jié)果表(biao)明，MICP 處(chu)理后xiangya的(de)力學(xué)性(xing)能得(de)到顯著(zhu)改善(shan)。這可能(neng)是因(yin)為 MICP 處理產(chǎn)生的(de)碳酸(suan)鈣沉淀填充了(le)出土xiangya中(zhong)的孔隙和裂縫(feng)，從而加固了(le)其結(jié)構(gòu)并(bing)提高了抗(kang)壓強(qiáng)度?？?kang)壓強(qiáng)度測(ce)試后樣本的(de)狀態(tài)如圖(tu) 8b 和 8c 所(suo)示。未處理的(de)xiangya樣本(ben)在測試后發(fā)(fa)生碎裂，這(zhe)可能是由于樣(yang)本內(nèi)(nei)部存在(zai)大量(liang)裂縫和(he)孔隙，導(dǎo)致結(jié)(jie)構(gòu)完整性較(jiao)低。相比之下(xia)，經(jīng) MICP 處理的樣本(ben)在抗壓強(qiáng)度(du)測試后(hou)僅與壓頭接(jie)觸的部(bu)位發(fā)(fa)生碎裂，整體(ti)并未破碎。這(zhe)些結(jié)果表明，MICP 處(chu)理能有效(xiao)加固xiangya樣本(ben)并改善(shan)其整體力學(xué)性(xing)能。

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