近日，中國科(ke)學院上(shang)海高等研究院(yuan)研究人員在(zai)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"的研究論(lun)文。在該論文中，研(yan)究人員利用(yong)上海騰拔(ba)Rapid TA國產質構儀用(yong)于測定xiangya文物的抗壓強度。

從金沙(sha)遺址出(chu)土的飽水xiangya文(wen)物，因埋藏過(guo)程中(zhong)有機質分解(jie)而出現(xiàn)結(jie)構損傷(shang)和韌性(xing)下降的(de)情況。為(wei)此，本研究采用(yong)微生物(wu)誘導碳酸鹽沉(chen)淀（MICP）技術(shu)，利用具有 59.5 U 脲酶(mei)活性和 0.34 U 碳酸酐(gan)酶活性的巴氏(shi)芽孢桿菌，對飽(bao)水xiangya樣本(ben)進行(xing)處理(li)。X 射線計算機斷(duan)層掃描（CT）分析表(biao)明，通(tong)過 MICP 生成(cheng)的碳酸鈣(gai)晶體有效填(tian)充了孔隙，使(shi)總孔隙(xi)體積減少了 46.7%。具(ju)體而言，1–60 納(na)米范(fan)圍內孔隙(xi)的微孔(kong)體積(ji)和比(bi)表面積分別(bie)減少了 50.9% 和 57.6%。X 射(she)線衍射(she)（XRD）分析證實，MICP 產(chan)生的碳酸鈣晶(jing)體為方解石和(he)球霰石。此外(wai)，經 MICP 處理的(de)xiangya抗壓強度(du)達到 20.38 MPa，是未(wei)處理樣本(ben)的 3.3 倍。這些結(jie)果表明，MICP 技(ji)術能夠(gou)有效加固(gu)出土的(de)飽水xiangya。

采用(yong)質構儀(yi)對經(jing)微生物誘導(dao)碳酸鹽沉淀(dian)（MICP）處理的xiangya樣本及(ji)對照(zhao)組樣本的抗(kang)壓強度(du)進行(xing)了測試，結果如(ru)圖 8a 所示。經 MICP 處(chu)理的xiangya樣本(ben)抗壓強(qiang)度為 20.38 MPa，是(shi)未處理xiangya樣本（6.20 MPa）的(de) 3.3 倍。結果(guo)表明，MICP 處理(li)后xiangya的力(li)學性(xing)能得(de)到顯著(zhu)改善(shan)。這可(ke)能是因為(wei) MICP 處理產生的(de)碳酸(suan)鈣沉淀(dian)填充了出土xiangya中(zhong)的孔隙(xi)和裂縫(feng)，從而加固了其(qi)結構并(bing)提高了(le)抗壓強度(du)?？箟簭?qiang)度測試(shi)后樣本的狀(zhuang)態(tài)如圖 8b 和(he) 8c 所示(shi)。未處理的xiangya樣(yang)本在測試后(hou)發(fā)生碎(sui)裂，這(zhe)可能是由于(yu)樣本內(nei)部存(cun)在大量裂縫(feng)和孔隙，導(dao)致結(jie)構完整性較(jiao)低。相比之下(xia)，經 MICP 處(chu)理的樣本在抗(kang)壓強度測試(shi)后僅與壓頭接(jie)觸的部位發(fā)(fa)生碎裂，整體(ti)并未破碎。這(zhe)些結果表(biao)明，MICP 處(chu)理能有效(xiao)加固xiangya樣本并改(gai)善其整體(ti)力學性能。

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。