近日，中國科學(xué)(xue)院上海高(gao)等研究院研(yan)究人員在(zai)Nature子刊《npj | heritage science》發(fā)表了(le)題為"Improving structure properties of Jinsha relic ancient ivory by microbial-induced carbonate precipitation"的研究(jiu)論文。在該論文中(zhong)，研究(jiu)人員利用(yong)上海騰(teng)拔Rapid TA國產(chǎn)質(zhì)構(gòu)(gou)儀用于測定xiangya文(wen)物的抗壓強(qiáng)(qiang)度。

從金(jin)沙遺(yi)址出土(tu)的飽水(shui)xiangya文物(wu)，因埋(mai)藏過程中(zhong)有機(jī)(ji)質(zhì)分解(jie)而出現(xiàn)(xian)結(jié)構(gòu)(gou)損傷和韌性下(xia)降的情(qing)況。為(wei)此，本(ben)研究采用微生(sheng)物誘導(dǎo)碳酸鹽(yan)沉淀（MICP）技術(shù)，利(li)用具(ju)有 59.5 U 脲酶活(huo)性和(he) 0.34 U 碳酸(suan)酐酶活性(xing)的巴(ba)氏芽孢桿菌(jun)，對飽水xiangya樣本(ben)進(jìn)行(xing)處理。X 射線計(jì)(ji)算機(jī)斷(duan)層掃描(miao)（CT）分析表明，通過(guo) MICP 生成的(de)碳酸鈣晶(jing)體有(you)效填充了孔隙(xi)，使總孔(kong)隙體積減少(shao)了 46.7%。具體而言(yan)，1–60 納米范(fan)圍內(nèi)孔(kong)隙的微孔體(ti)積和(he)比表面積分(fen)別減少了 50.9% 和 57.6%。X 射(she)線衍射（XRD）分析證(zheng)實(shí)，MICP 產(chǎn)生的碳酸(suan)鈣晶體為方解(jie)石和球霰石。此(ci)外，經(jīng) MICP 處理的(de)xiangya抗壓強(qiáng)度(du)達(dá)到 20.38 MPa，是未(wei)處理樣本的(de) 3.3 倍。這(zhe)些結(jié)果表明(ming)，MICP 技術(shù)能夠有效(xiao)加固出土的(de)飽水(shui)xiangya。

采用(yong)質(zhì)構(gòu)儀對經(jīng)微生物(wu)誘導(dǎo)碳酸鹽沉(chen)淀（MICP）處理的(de)xiangya樣本及對照組(zu)樣本的抗壓強(qiáng)(qiang)度進(jìn)行了測(ce)試，結(jié)果如(ru)圖 8a 所示。經(jīng)(jing) MICP 處理的(de)xiangya樣本抗壓強(qiáng)(qiang)度為 20.38 MPa，是未(wei)處理(li)xiangya樣本（6.20 MPa）的 3.3 倍。結(jié)果(guo)表明，MICP 處(chu)理后xiangya的力學(xué)(xue)性能(neng)得到顯著改(gai)善。這(zhe)可能是因(yin)為 MICP 處理(li)產(chǎn)生(sheng)的碳酸鈣沉淀(dian)填充了出土(tu)xiangya中的孔隙(xi)和裂縫，從而加(jia)固了(le)其結(jié)構(gòu)并提高(gao)了抗壓強(qiáng)度?？?kang)壓強(qiáng)度測試后(hou)樣本(ben)的狀(zhuang)態(tài)如圖 8b 和(he) 8c 所示。未處理(li)的xiangya樣本(ben)在測(ce)試后發(fā)(fa)生碎裂，這可(ke)能是由于(yu)樣本(ben)內(nèi)部(bu)存在大量裂(lie)縫和孔隙，導(dǎo)(dao)致結(jié)構(gòu)完整(zheng)性較低。相比(bi)之下，經(jīng) MICP 處(chu)理的樣本(ben)在抗壓強(qiáng)度測(ce)試后僅與壓頭(tou)接觸的部位(wei)發(fā)生碎裂，整(zheng)體并未(wei)破碎。這些(xie)結(jié)果(guo)表明，MICP 處理(li)能有效(xiao)加固xiangya樣本并(bing)改善其(qi)整體力學(xué)(xue)性能。

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