近日(ri)，中國(guo)科學院上海高(gao)等研究院(yuan)研究人員在(zai)Nature子刊《npj | heritage science》發(fā)(fa)表了(le)題為"Improving structure properties of Jinsha relic ancient ivory by microbial-induced carbonate precipitation"的研(yan)究論文(wen)。在該論文(wen)中，研究人(ren)員利用上海(hai)騰拔Rapid TA國產(chǎn)質(zhì)(zhi)構(gòu)儀用于(yu)測定xiangya文物(wu)的抗壓強(qiang)度。

從金(jin)沙遺(yi)址出土的飽水(shui)xiangya文物，因(yin)埋藏過程(cheng)中有機質(zhì)分(fen)解而(er)出現(xiàn)結(jié)構(gòu)損傷(shang)和韌性下降(jiang)的情況(kuang)。為此(ci)，本研究采用微(wei)生物誘導碳(tan)酸鹽沉(chen)淀（MICP）技(ji)術(shù)，利用(yong)具有 59.5 U 脲酶活性(xing)和 0.34 U 碳(tan)酸酐酶活性(xing)的巴(ba)氏芽(ya)孢桿菌，對飽水(shui)xiangya樣本進行處(chu)理。X 射線計算(suan)機斷層掃描（CT）分(fen)析表(biao)明，通過(guo) MICP 生成(cheng)的碳(tan)酸鈣晶體(ti)有效填充了(le)孔隙，使總孔(kong)隙體積減少(shao)了 46.7%。具體(ti)而言(yan)，1–60 納米范圍(wei)內(nèi)孔隙的(de)微孔(kong)體積和比(bi)表面積分(fen)別減少(shao)了 50.9% 和 57.6%。X 射線衍(yan)射（XRD）分析證(zheng)實，MICP 產(chǎn)(chan)生的碳酸鈣晶(jing)體為方解(jie)石和球霰(xian)石。此外，經(jīng)(jing) MICP 處理(li)的xiangya抗(kang)壓強度達到(dao) 20.38 MPa，是未處理樣本(ben)的 3.3 倍。這(zhe)些結(jié)果表明，MICP 技(ji)術(shù)能夠有效加(jia)固出土(tu)的飽水xiangya。

采用質(zhì)構(gòu)儀對經(jīng)微(wei)生物誘(you)導碳酸(suan)鹽沉(chen)淀（MICP）處理的xiangya樣(yang)本及對照組(zu)樣本的(de)抗壓強度進行(xing)了測試，結(jié)果(guo)如圖(tu) 8a 所示。經(jīng) MICP 處理的(de)xiangya樣本抗壓強(qiang)度為 20.38 MPa，是未處(chu)理xiangya樣本（6.20 MPa）的 3.3 倍。結(jié)(jie)果表明(ming)，MICP 處理(li)后xiangya的(de)力學(xue)性能得到顯(xian)著改善。這可能(neng)是因為 MICP 處理(li)產(chǎn)生的碳(tan)酸鈣(gai)沉淀(dian)填充了(le)出土xiangya中的(de)孔隙(xi)和裂(lie)縫，從而(er)加固了其(qi)結(jié)構(gòu)并(bing)提高了抗壓強(qiang)度?？箟?ya)強度測試后樣(yang)本的狀(zhuang)態(tài)如圖(tu) 8b 和 8c 所(suo)示。未處(chu)理的(de)xiangya樣本在(zai)測試后發(fā)生碎(sui)裂，這可能是由(you)于樣本內(nèi)部存(cun)在大量裂(lie)縫和孔隙，導(dao)致結(jié)(jie)構(gòu)完整(zheng)性較低。相比(bi)之下，經(jīng)(jing) MICP 處理的樣本(ben)在抗壓(ya)強度測試后(hou)僅與壓頭(tou)接觸的(de)部位(wei)發(fā)生碎(sui)裂，整體(ti)并未破碎(sui)。這些結(jié)果表(biao)明，MICP 處理能有(you)效加固(gu)xiangya樣本并改善(shan)其整體力學性(xing)能。

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