近日(ri)，中國科學(xué)院(yuan)上海高等研(yan)究院(yuan)研究人員在(zai)Nature子刊《npj | heritage science》發(fā)表了(le)題為(wei)"Improving structure properties of Jinsha relic ancient ivory by microbial-induced carbonate precipitation"的研(yan)究論文。在該(gai)論文中(zhong)，研究(jiu)人員利用上海(hai)騰拔Rapid TA國(guo)產(chǎn)質(zhì)構(gòu)儀(yi)用于(yu)測定xiangya文物的抗壓強(qiáng)度(du)。

從金沙(sha)遺址出(chu)土的飽水xiangya文(wen)物，因埋藏(cang)過程中有機(jī)(ji)質(zhì)分解而出現(xiàn)(xian)結(jié)構(gòu)(gou)損傷和韌(ren)性下降的情(qing)況。為(wei)此，本研(yan)究采用(yong)微生物(wu)誘導(dǎo)碳酸(suan)鹽沉(chen)淀（MICP）技(ji)術(shù)，利用具(ju)有 59.5 U 脲酶活性和(he) 0.34 U 碳酸酐酶(mei)活性的巴氏(shi)芽孢桿菌，對(dui)飽水xiangya樣本進(jìn)(jin)行處(chu)理。X 射線(xian)計(jì)算機(jī)斷層(ceng)掃描（CT）分析(xi)表明，通(tong)過 MICP 生成(cheng)的碳酸(suan)鈣晶體有(you)效填充了(le)孔隙，使總孔(kong)隙體積減(jian)少了 46.7%。具體(ti)而言，1–60 納(na)米范(fan)圍內(nèi)孔隙的(de)微孔(kong)體積和比表面(mian)積分別減(jian)少了 50.9% 和 57.6%。X 射(she)線衍射（XRD）分析(xi)證實(shí)，MICP 產(chǎn)(chan)生的碳酸鈣晶(jing)體為(wei)方解石和球(qiu)霰石。此外，經(jīng)(jing) MICP 處理(li)的xiangya抗壓強(qiáng)度達(dá)(da)到 20.38 MPa，是未處理(li)樣本(ben)的 3.3 倍。這(zhe)些結(jié)(jie)果表明，MICP 技術(shù)能(neng)夠有效加(jia)固出土的飽水(shui)xiangya。

采用(yong)質(zhì)構(gòu)儀對經(jīng)(jing)微生物誘導(dǎo)(dao)碳酸鹽(yan)沉淀（MICP）處理(li)的xiangya樣(yang)本及對照(zhao)組樣本的抗壓(ya)強(qiáng)度進(jìn)(jin)行了測(ce)試，結(jié)果如圖 8a 所(suo)示。經(jīng) MICP 處(chu)理的xiangya樣本抗壓(ya)強(qiáng)度為 20.38 MPa，是未處(chu)理xiangya樣本（6.20 MPa）的 3.3 倍(bei)。結(jié)果表明，MICP 處理(li)后xiangya的力學(xué)性(xing)能得到(dao)顯著改善。這(zhe)可能(neng)是因?yàn)?MICP 處理(li)產(chǎn)生的碳酸(suan)鈣沉淀填充(chong)了出土xiangya中(zhong)的孔隙和(he)裂縫，從而加(jia)固了其結(jié)構(gòu)(gou)并提高了抗(kang)壓強(qiáng)度。抗壓強(qiáng)(qiang)度測試后樣本(ben)的狀態(tài)如圖 8b 和(he) 8c 所示(shi)。未處理(li)的xiangya樣本在(zai)測試后(hou)發(fā)生碎(sui)裂，這可能是(shi)由于(yu)樣本內(nèi)部存(cun)在大量裂縫和(he)孔隙，導(dǎo)(dao)致結(jié)構(gòu)完整(zheng)性較低。相比(bi)之下，經(jīng)(jing) MICP 處理的樣(yang)本在抗壓強(qiáng)(qiang)度測試(shi)后僅與壓頭(tou)接觸的部位(wei)發(fā)生碎裂，整體(ti)并未破碎。這些(xie)結(jié)果表明，MICP 處(chu)理能有效(xiao)加固(gu)xiangya樣本并改(gai)善其整體力(li)學(xué)性能(neng)。

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。