近日，中國(guo)科學院(yuan)上海高等(deng)研究院(yuan)研究人員(yuan)在Nature子(zi)刊《npj | heritage science》發(fā)(fa)表了題為"Improving structure properties of Jinsha relic ancient ivory by microbial-induced carbonate precipitation"的研究(jiu)論文。在該(gai)論文中，研究人(ren)員利用上海(hai)騰拔Rapid TA國(guo)產(chǎn)質(zhì)構(gòu)(gou)儀用(yong)于測定xiangya文物的抗壓強(qiang)度。

從金沙遺址出(chu)土的(de)飽水(shui)xiangya文物，因埋藏(cang)過程中有機(ji)質(zhì)分解而(er)出現(xiàn)結(jié)構(gòu)(gou)損傷和(he)韌性下降的(de)情況。為此(ci)，本研究采(cai)用微生物(wu)誘導碳酸(suan)鹽沉淀(dian)（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(de)巴氏芽孢(bao)桿菌(jun)，對飽水xiangya樣本進(jin)行處理。X 射線(xian)計算機斷(duan)層掃描（CT）分(fen)析表明(ming)，通過 MICP 生成的碳(tan)酸鈣晶體(ti)有效填充了孔(kong)隙，使(shi)總孔隙體積(ji)減少(shao)了 46.7%。具體(ti)而言(yan)，1–60 納米范圍(wei)內(nèi)孔隙的微(wei)孔體積(ji)和比表(biao)面積分別減(jian)少了 50.9% 和 57.6%。X 射線(xian)衍射（XRD）分析(xi)證實(shi)，MICP 產(chǎn)生的(de)碳酸(suan)鈣晶體為方解(jie)石和球霰石。此(ci)外，經(jīng) MICP 處(chu)理的(de)xiangya抗壓強度達(da)到 20.38 MPa，是未處理樣(yang)本的 3.3 倍。這(zhe)些結(jié)果(guo)表明(ming)，MICP 技術(shù)能(neng)夠有(you)效加固出土(tu)的飽水xiangya。

采用質(zhì)構(gòu)儀對經(jīng)微生物(wu)誘導碳(tan)酸鹽沉淀（MICP）處理(li)的xiangya樣本及對照(zhao)組樣本的(de)抗壓強(qiang)度進(jin)行了測(ce)試，結(jié)果如(ru)圖 8a 所(suo)示。經(jīng) MICP 處(chu)理的xiangya樣本(ben)抗壓強度(du)為 20.38 MPa，是(shi)未處理(li)xiangya樣本（6.20 MPa）的 3.3 倍。結(jié)(jie)果表明，MICP 處(chu)理后xiangya的力(li)學性能(neng)得到顯著改(gai)善。這可(ke)能是因為(wei) MICP 處理產(chǎn)生(sheng)的碳酸鈣沉(chen)淀填充(chong)了出土xiangya中的孔(kong)隙和裂縫，從而(er)加固了其結(jié)構(gòu)(gou)并提高了抗壓(ya)強度。抗壓(ya)強度測(ce)試后(hou)樣本(ben)的狀(zhuang)態(tài)如圖 8b 和 8c 所示(shi)。未處理的xiangya樣本(ben)在測試后(hou)發(fā)生碎裂，這(zhe)可能是由(you)于樣本(ben)內(nèi)部(bu)存在大量裂(lie)縫和(he)孔隙，導致結(jié)(jie)構(gòu)完整性較低(di)。相比(bi)之下，經(jīng) MICP 處理的(de)樣本在抗(kang)壓強度測(ce)試后僅與壓(ya)頭接觸的部位(wei)發(fā)生碎裂，整體(ti)并未破碎(sui)。這些結(jié)果表(biao)明，MICP 處理能有(you)效加固(gu)xiangya樣本并改(gai)善其整體(ti)力學(xue)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。