技術(shù)文(wen)章
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技術(shù)文(wen)章
上海騰拔質(zhì)構(gòu)(gou)儀助力中科院(yuan)在Nature子刊發(fā)表論(lun)文
近日,中(zhong)國科學(xué)院上(shang)海高等研(yan)究院研究(jiu)人員在(zai)Nature子刊《npj | heritage science》發(fā)表了題(ti)為"Improving structure properties of Jinsha relic ancient ivory by microbial-induced carbonate precipitation"的研究論文(wen)。在該論文(wen)中,研究(jiu)人員(yuan)利用(yong)上海騰拔Rapid TA國產(chǎn)(chan)質(zhì)構(gòu)儀用于測(ce)定xiangya文物的抗壓強(qiang)度。
從金沙(sha)遺址出土的飽(bao)水xiangya文物,因埋(mai)藏過程中(zhong)有機質(zhì)分解而(er)出現(xiàn)結(jié)構(gòu)損傷(shang)和韌性下降的(de)情況。為此,本研(yan)究采用微(wei)生物誘導(dǎo)碳(tan)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 碳酸(suan)酐酶活性的(de)巴氏芽孢(bao)桿菌,對飽水(shui)xiangya樣本進(jìn)行處理(li)。X 射線計算(suan)機斷(duan)層掃描(CT)分析表(biao)明,通過 MICP 生成(cheng)的碳酸鈣晶(jing)體有效填充了(le)孔隙,使(shi)總孔隙體(ti)積減少(shao)了 46.7%。具(ju)體而言(yan),1–60 納米范圍內(nèi)(nei)孔隙的微孔(kong)體積和比表(biao)面積(ji)分別減少了 50.9% 和(he) 57.6%。X 射線(xian)衍射(XRD)分析(xi)證實,MICP 產(chǎn)(chan)生的碳酸(suan)鈣晶(jing)體為(wei)方解石(shi)和球霰(xian)石。此(ci)外,經(jīng) MICP 處理的(de)xiangya抗壓(ya)強度達(dá)(da)到 20.38 MPa,是(shi)未處理樣本的(de) 3.3 倍。這些結(jié)果(guo)表明,MICP 技術(shù)(shu)能夠有效(xiao)加固出(chu)土的飽水xiangya。
采用質(zhì)構(gòu)儀(yi)對經(jīng)微生物誘(you)導(dǎo)碳酸鹽沉淀(dian)(MICP)處理的(de)xiangya樣本及對照組(zu)樣本(ben)的抗壓強度進(jìn)(jin)行了測試(shi),結(jié)果如圖 8a 所示(shi)。經(jīng) MICP 處理的xiangya樣本(ben)抗壓(ya)強度為 20.38 MPa,是未(wei)處理xiangya樣本(ben)(6.20 MPa)的 3.3 倍。結(jié)果表(biao)明,MICP 處理后xiangya的力(li)學(xué)性能得到(dao)顯著改善。這(zhe)可能(neng)是因為(wei) MICP 處理產(chǎn)(chan)生的(de)碳酸鈣(gai)沉淀填充了(le)出土xiangya中的孔(kong)隙和裂縫,從而(er)加固了(le)其結(jié)構(gòu)并(bing)提高了抗壓(ya)強度。抗壓強度(du)測試后(hou)樣本的狀態(tài)如(ru)圖 8b 和 8c 所(suo)示。未處理(li)的xiangya樣(yang)本在測(ce)試后發(fā)生(sheng)碎裂,這可能是(shi)由于樣(yang)本內(nèi)部存(cun)在大量裂(lie)縫和孔隙(xi),導(dǎo)致結(jié)構(gòu)完(wan)整性(xing)較低。相(xiang)比之下,經(jīng) MICP 處理(li)的樣(yang)本在抗壓(ya)強度(du)測試后僅與(yu)壓頭接觸的部(bu)位發(fā)生碎裂(lie),整體(ti)并未破(po)碎。這些結(jié)果(guo)表明,MICP 處理(li)能有效加(jia)固xiangya樣本(ben)并改善其整體(ti)力學(xué)(xue)性能(neng)。
參考文獻(xiàn):Yijun Zou et al. Improving structure properties of Jinsha relic ancient ivory by microbial-induced carbonate precipitation. npj | heritage science, 2025。