近日，中(zhong)國科學院(yuan)上海高等研究(jiu)院研究人員(yuan)在Nature子刊《npj | heritage science》發(fā)表(biao)了題為"Improving structure properties of Jinsha relic ancient ivory by microbial-induced carbonate precipitation"的研究(jiu)論文。在該論(lun)文中，研(yan)究人員利用上(shang)海騰拔Rapid TA國(guo)產(chǎn)質構(gou)儀用于(yu)測定xiangya文物的抗壓(ya)強度(du)。

從金沙遺址(zhi)出土的飽(bao)水xiangya文物，因埋藏(cang)過程中(zhong)有機質分(fen)解而出(chu)現(xiàn)結構損(sun)傷和韌性(xing)下降(jiang)的情(qing)況。為此，本研究(jiu)采用微生(sheng)物誘導碳(tan)酸鹽沉(chen)淀（MICP）技術，利用(yong)具有 59.5 U 脲(niao)酶活性(xing)和 0.34 U 碳(tan)酸酐酶活性(xing)的巴(ba)氏芽孢桿(gan)菌，對飽水xiangya樣本(ben)進行處理。X 射(she)線計算機斷(duan)層掃(sao)描（CT）分析表明(ming)，通過 MICP 生(sheng)成的(de)碳酸鈣晶(jing)體有效(xiao)填充了孔隙，使(shi)總孔隙體積減(jian)少了(le) 46.7%。具體(ti)而言，1–60 納米范(fan)圍內(nèi)孔隙(xi)的微孔體積(ji)和比表面(mian)積分(fen)別減少(shao)了 50.9% 和 57.6%。X 射(she)線衍射（XRD）分析證(zheng)實，MICP 產(chǎn)(chan)生的碳酸鈣(gai)晶體(ti)為方解石(shi)和球霰石。此(ci)外，經(jīng) MICP 處理(li)的xiangya抗壓強度達(da)到 20.38 MPa，是未(wei)處理樣本(ben)的 3.3 倍。這些(xie)結果(guo)表明，MICP 技術能(neng)夠有效加固(gu)出土的飽水(shui)xiangya。

采用質構(gou)儀對經(jīng)微生(sheng)物誘導(dao)碳酸(suan)鹽沉(chen)淀（MICP）處(chu)理的xiangya樣本及(ji)對照組樣本(ben)的抗壓(ya)強度進行了(le)測試(shi)，結果(guo)如圖 8a 所(suo)示。經(jīng) MICP 處理的(de)xiangya樣本抗壓強(qiang)度為 20.38 MPa，是未(wei)處理xiangya樣本（6.20 MPa）的(de) 3.3 倍。結(jie)果表(biao)明，MICP 處理后(hou)xiangya的力(li)學性(xing)能得到(dao)顯著改(gai)善。這可能是因(yin)為 MICP 處理產(chǎn)(chan)生的(de)碳酸(suan)鈣沉淀填充了(le)出土xiangya中的孔(kong)隙和(he)裂縫，從(cong)而加(jia)固了(le)其結構并提高(gao)了抗壓強度(du)?？箟簭?qiang)度測試后樣本(ben)的狀態(tài)如圖 8b 和(he) 8c 所示。未處(chu)理的xiangya樣(yang)本在測試(shi)后發(fā)生碎裂(lie)，這可能是由于(yu)樣本內(nèi)部存在(zai)大量裂(lie)縫和孔隙，導(dao)致結構完整(zheng)性較低(di)。相比之(zhi)下，經(jīng) MICP 處理的(de)樣本(ben)在抗壓強(qiang)度測(ce)試后僅與壓(ya)頭接觸的(de)部位發(fā)生碎裂(lie)，整體(ti)并未破碎。這(zhe)些結果(guo)表明，MICP 處理能(neng)有效加固(gu)xiangya樣本(ben)并改善其(qi)整體(ti)力學(xue)性能。

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。