近日(ri)，中國科學(xué)(xue)院上海高(gao)等研究院(yuan)研究人員在Nature子(zi)刊《npj | heritage science》發(fā)(fa)表了題(ti)為"Improving structure properties of Jinsha relic ancient ivory by microbial-induced carbonate precipitation"的研(yan)究論文。在該論文(wen)中，研究人員利(li)用上海騰拔(ba)Rapid TA國產(chǎn)質(zhì)(zhi)構(gòu)儀用于測定xiangya文物(wu)的抗壓強度。

從金(jin)沙遺(yi)址出土的飽(bao)水xiangya文物，因埋(mai)藏過程中有機(ji)質(zhì)分(fen)解而出現(xiàn)結(jié)(jie)構(gòu)損傷和韌性(xing)下降的情況。為(wei)此，本(ben)研究采用微生(sheng)物誘導(dǎo)(dao)碳酸鹽(yan)沉淀（MICP）技術(shù)，利用(yong)具有(you) 59.5 U 脲酶活性和(he) 0.34 U 碳酸酐酶(mei)活性(xing)的巴氏芽孢桿(gan)菌，對飽(bao)水xiangya樣本進(jin)行處(chu)理。X 射線計算(suan)機斷層掃(sao)描（CT）分析表(biao)明，通過(guo) MICP 生成的碳酸(suan)鈣晶體有效填(tian)充了(le)孔隙(xi)，使總孔隙體積(ji)減少了 46.7%。具(ju)體而言，1–60 納米范(fan)圍內(nèi)孔隙的(de)微孔體積(ji)和比表面(mian)積分別(bie)減少了(le) 50.9% 和 57.6%。X 射線衍射（XRD）分(fen)析證實，MICP 產(chǎn)(chan)生的碳酸(suan)鈣晶體(ti)為方解石(shi)和球霰石(shi)。此外，經(jīng)(jing) MICP 處理的xiangya抗壓(ya)強度達到 20.38 MPa，是未(wei)處理樣本的 3.3 倍(bei)。這些結(jié)果表明(ming)，MICP 技術(shù)能(neng)夠有效(xiao)加固出土(tu)的飽(bao)水xiangya。

采用質(zhì)構(gòu)(gou)儀對經(jīng)微(wei)生物誘(you)導(dǎo)碳酸鹽(yan)沉淀(dian)（MICP）處理(li)的xiangya樣本及對(dui)照組(zu)樣本的(de)抗壓強度(du)進行了(le)測試，結(jié)果如圖(tu) 8a 所示。經(jīng)(jing) MICP 處理的xiangya樣本(ben)抗壓強度(du)為 20.38 MPa，是未處(chu)理xiangya樣(yang)本（6.20 MPa）的 3.3 倍。結(jié)果表(biao)明，MICP 處理后xiangya的力(li)學(xué)性(xing)能得(de)到顯著改善(shan)。這可(ke)能是因為(wei) MICP 處理產(chǎn)生的(de)碳酸鈣沉淀填(tian)充了(le)出土xiangya中的(de)孔隙和(he)裂縫，從而(er)加固了其結(jié)構(gòu)(gou)并提高了(le)抗壓強度。抗(kang)壓強度測試(shi)后樣本的狀(zhuang)態(tài)如圖 8b 和 8c 所示(shi)。未處理的xiangya樣本(ben)在測試(shi)后發(fā)生碎(sui)裂，這可(ke)能是由于(yu)樣本內(nèi)(nei)部存在大(da)量裂(lie)縫和孔隙，導(dǎo)(dao)致結(jié)構(gòu)完整(zheng)性較低。相(xiang)比之下(xia)，經(jīng) MICP 處理的樣本(ben)在抗壓強(qiang)度測試后(hou)僅與壓頭接觸(chu)的部位發(fā)(fa)生碎裂，整(zheng)體并(bing)未破(po)碎。這些結(jié)果表(biao)明，MICP 處理能有(you)效加固xiangya樣本并(bing)改善其整體(ti)力學(xué)(xue)性能。

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