近日，中國科(ke)學(xué)院上海(hai)高等研(yan)究院(yuan)研究人員在Nature子(zi)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(lun)文。在該論文(wen)中，研究(jiu)人員利用上(shang)海騰(teng)拔Rapid TA國產(chǎn)質(zhì)構(gòu)(gou)儀用于測定xiangya文物的抗壓強(qiáng)度。

從金沙遺(yi)址出土的飽水(shui)xiangya文物，因(yin)埋藏過(guo)程中(zhong)有機(jī)質(zhì)(zhi)分解而出現(xiàn)結(jié)(jie)構(gòu)損傷和(he)韌性下(xia)降的情況。為(wei)此，本研究采用(yong)微生物誘(you)導(dǎo)碳酸(suan)鹽沉(chen)淀（MICP）技術(shù)，利用具(ju)有 59.5 U 脲(niao)酶活性(xing)和 0.34 U 碳酸酐(gan)酶活性的巴氏(shi)芽孢桿菌，對飽(bao)水xiangya樣本進(jìn)行處(chu)理。X 射線計(jì)算(suan)機(jī)斷(duan)層掃描（CT）分(fen)析表明，通過 MICP 生(sheng)成的碳酸(suan)鈣晶體有效(xiao)填充(chong)了孔隙(xi)，使總孔(kong)隙體積減少(shao)了 46.7%。具體而言，1–60 納(na)米范圍內(nèi)孔(kong)隙的微(wei)孔體積和(he)比表面積分(fen)別減(jian)少了 50.9% 和(he) 57.6%。X 射線(xian)衍射（XRD）分析(xi)證實(shí)，MICP 產(chǎn)生的碳(tan)酸鈣晶(jing)體為方解(jie)石和球霰石(shi)。此外，經(jīng) MICP 處理(li)的xiangya抗壓(ya)強(qiáng)度達(dá)到 20.38 MPa，是(shi)未處理樣本(ben)的 3.3 倍(bei)。這些結(jié)果表明(ming)，MICP 技術(shù)(shu)能夠有(you)效加固出(chu)土的飽水xiangya。

采用質(zhì)構(gòu)儀(yi)對經(jīng)(jing)微生(sheng)物誘導(dǎo)(dao)碳酸鹽沉淀(dian)（MICP）處理的xiangya樣本(ben)及對(dui)照組樣本的(de)抗壓強(qiáng)(qiang)度進(jìn)行了測(ce)試，結(jié)果如(ru)圖 8a 所示。經(jīng) MICP 處(chu)理的xiangya樣本(ben)抗壓(ya)強(qiáng)度為 20.38 MPa，是(shi)未處理xiangya樣本（6.20 MPa）的(de) 3.3 倍。結(jié)果(guo)表明，MICP 處理后(hou)xiangya的力學(xué)性能得(de)到顯著改(gai)善。這可能是因(yin)為 MICP 處理產(chǎn)生(sheng)的碳(tan)酸鈣沉(chen)淀填充了出土(tu)xiangya中的孔(kong)隙和裂(lie)縫，從而加(jia)固了其結(jié)構(gòu)并(bing)提高了抗壓(ya)強(qiáng)度?？箟簭?qiáng)(qiang)度測試后(hou)樣本的狀(zhuang)態(tài)如圖 8b 和(he) 8c 所示。未處理(li)的xiangya樣(yang)本在測試后(hou)發(fā)生碎(sui)裂，這可(ke)能是由于樣本(ben)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(xiang)比之下(xia)，經(jīng) MICP 處理的(de)樣本在抗(kang)壓強(qiáng)度測試后(hou)僅與壓頭接觸(chu)的部位發(fā)生碎(sui)裂，整體(ti)并未破碎。這(zhe)些結(jié)果表明，MICP 處(chu)理能有效加固(gu)xiangya樣本(ben)并改善(shan)其整體力(li)學(xué)性能。

參考(kao)文獻(xiàn)：Yijun Zou et al. Improving structure properties of Jinsha relic ancient ivory by microbial-induced carbonate precipitation. npj | heritage science, 2025。