近日，中國科(ke)學(xué)院上海高等(deng)研究院研(yan)究人員(yuan)在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"的研究論(lun)文。在該論文中，研(yan)究人(ren)員利用(yong)上海騰拔Rapid TA國(guo)產(chǎn)質(zhì)(zhi)構(gòu)儀用于測(ce)定xiangya文物的抗壓(ya)強度。

從金沙遺址出(chu)土的飽水xiangya文物(wu)，因埋藏過程(cheng)中有機質(zhì)(zhi)分解而出現(xiàn)(xian)結(jié)構(gòu)損(sun)傷和韌(ren)性下降(jiang)的情況(kuang)。為此，本(ben)研究采(cai)用微生物(wu)誘導(dǎo)碳酸鹽沉(chen)淀（MICP）技(ji)術(shù)，利用具有(you) 59.5 U 脲酶活(huo)性和 0.34 U 碳酸(suan)酐酶活性的巴(ba)氏芽孢桿(gan)菌，對飽水xiangya樣本(ben)進行處理。X 射線(xian)計算機(ji)斷層掃描（CT）分(fen)析表明，通過 MICP 生(sheng)成的(de)碳酸鈣晶體(ti)有效填(tian)充了孔隙，使(shi)總孔隙體(ti)積減少了 46.7%。具體(ti)而言，1–60 納(na)米范圍內(nèi)孔隙(xi)的微孔體積(ji)和比表面積分(fen)別減少了 50.9% 和(he) 57.6%。X 射線衍(yan)射（XRD）分(fen)析證實，MICP 產(chǎn)(chan)生的碳酸鈣(gai)晶體為方解(jie)石和(he)球霰石。此(ci)外，經(jīng) MICP 處理的(de)xiangya抗壓強度(du)達到 20.38 MPa，是(shi)未處理樣本的(de) 3.3 倍。這些(xie)結(jié)果表明(ming)，MICP 技術(shù)能夠有效(xiao)加固出土的(de)飽水xiangya。

采用質(zhì)構(gòu)儀對經(jīng)微生物誘(you)導(dǎo)碳酸鹽沉淀(dian)（MICP）處理的xiangya樣(yang)本及(ji)對照(zhao)組樣本(ben)的抗(kang)壓強度進(jin)行了測(ce)試，結(jié)(jie)果如圖 8a 所(suo)示。經(jīng)(jing) MICP 處理的xiangya樣(yang)本抗壓強度為(wei) 20.38 MPa，是未處理(li)xiangya樣本（6.20 MPa）的(de) 3.3 倍。結(jié)(jie)果表明，MICP 處理后(hou)xiangya的力學(xué)性能(neng)得到顯著(zhu)改善(shan)。這可能是因(yin)為 MICP 處理產(chǎn)生的(de)碳酸鈣沉(chen)淀填(tian)充了出土(tu)xiangya中的(de)孔隙和(he)裂縫(feng)，從而加(jia)固了其結(jié)構(gòu)(gou)并提高了抗(kang)壓強度?？箟?ya)強度測試后(hou)樣本的狀(zhuang)態(tài)如(ru)圖 8b 和(he) 8c 所示。未處(chu)理的xiangya樣(yang)本在測試后發(fā)(fa)生碎裂，這(zhe)可能是由于樣(yang)本內(nèi)部存在(zai)大量裂縫和(he)孔隙，導(dǎo)致(zhi)結(jié)構(gòu)完(wan)整性較(jiao)低。相比之下(xia)，經(jīng) MICP 處理(li)的樣本在(zai)抗壓強(qiang)度測試后(hou)僅與壓(ya)頭接觸的部(bu)位發(fā)生(sheng)碎裂，整體(ti)并未破碎。這些(xie)結(jié)果表明(ming)，MICP 處理能有效(xiao)加固xiangya樣本并改(gai)善其整體力(li)學(xué)性能(neng)。

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。