近日(ri)，中國科(ke)學(xué)院(yuan)上海(hai)高等研(yan)究院研究(jiu)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(lun)文。在該論文中(zhong)，研究人(ren)員利用上(shang)海騰拔Rapid TA國產(chǎn)(chan)質(zhì)構(gòu)(gou)儀用(yong)于測(cè)(ce)定xiangya文(wen)物的抗壓(ya)強(qiáng)度。

從金沙遺址出(chu)土的飽水xiangya文(wen)物，因(yin)埋藏過程(cheng)中有機(jī)(ji)質(zhì)分解而出現(xiàn)(xian)結(jié)構(gòu)(gou)損傷(shang)和韌性下降的(de)情況。為此，本(ben)研究采用(yong)微生物誘導(dǎo)(dao)碳酸鹽沉淀（MICP）技(ji)術(shù)，利用具有 59.5 U 脲(niao)酶活(huo)性和 0.34 U 碳(tan)酸酐酶活(huo)性的巴氏(shi)芽孢桿菌(jun)，對(duì)飽(bao)水xiangya樣(yang)本進(jìn)行處理。X 射(she)線計(jì)算(suan)機(jī)斷層(ceng)掃描（CT）分析表(biao)明，通(tong)過 MICP 生成的(de)碳酸(suan)鈣晶體有效填(tian)充了孔隙，使(shi)總孔隙體(ti)積減少了(le) 46.7%。具體而(er)言，1–60 納米(mi)范圍內(nèi)孔隙的(de)微孔(kong)體積(ji)和比表面積分(fen)別減少了(le) 50.9% 和 57.6%。X 射線衍射（XRD）分(fen)析證實(shí)，MICP 產(chǎn)(chan)生的碳酸(suan)鈣晶(jing)體為方解(jie)石和(he)球霰石。此(ci)外，經(jīng) MICP 處(chu)理的xiangya抗壓強(qiáng)(qiang)度達(dá)到(dao) 20.38 MPa，是未(wei)處理樣本(ben)的 3.3 倍(bei)。這些(xie)結(jié)果表明(ming)，MICP 技術(shù)能夠有效(xiao)加固出(chu)土的飽水xiangya。

采用質(zhì)構(gòu)儀對(duì)經(jīng)微生物誘(you)導(dǎo)碳酸鹽沉(chen)淀（MICP）處理的xiangya樣(yang)本及(ji)對(duì)照(zhao)組樣本的(de)抗壓強(qiáng)(qiang)度進(jìn)(jin)行了(le)測(cè)試，結(jié)果如(ru)圖 8a 所示。經(jīng) MICP 處理(li)的xiangya樣本抗(kang)壓強(qiáng)度(du)為 20.38 MPa，是未處理xiangya樣(yang)本（6.20 MPa）的 3.3 倍。結(jié)果表(biao)明，MICP 處(chu)理后xiangya的力學(xué)性(xing)能得(de)到顯著改善(shan)。這可能是因?yàn)?wei) MICP 處理產(chǎn)(chan)生的(de)碳酸鈣沉淀填(tian)充了出土xiangya中(zhong)的孔隙和裂(lie)縫，從而(er)加固了其結(jié)(jie)構(gòu)并提高了(le)抗壓強(qiáng)度(du)?？箟簭?qiáng)(qiang)度測(cè)試后樣本(ben)的狀態(tài)如圖 8b 和(he) 8c 所示。未處理的(de)xiangya樣本在測(cè)(ce)試后發(fā)生碎(sui)裂，這可(ke)能是(shi)由于樣本(ben)內(nèi)部存(cun)在大量裂(lie)縫和孔隙，導(dǎo)(dao)致結(jié)構(gòu)完(wan)整性較(jiao)低。相比(bi)之下(xia)，經(jīng) MICP 處(chu)理的樣本在抗(kang)壓強(qiáng)度測(cè)試后(hou)僅與壓頭接(jie)觸的部(bu)位發(fā)(fa)生碎裂(lie)，整體并未破碎(sui)。這些結(jié)(jie)果表明(ming)，MICP 處理能有效(xiao)加固xiangya樣(yang)本并改善(shan)其整體力(li)學(xué)性(xing)能。

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