近日，中國(guó)科(ke)學(xué)院上海高等(deng)研究(jiu)院研究人員(yuan)在Nature子刊(kan)《npj | heritage science》發(fā)表了題(ti)為"Improving structure properties of Jinsha relic ancient ivory by microbial-induced carbonate precipitation"的研究論文。在該論(lun)文中，研究(jiu)人員(yuan)利用上海騰拔(ba)Rapid TA國(guó)產(chǎn)質(zhì)構(gòu)儀用(yong)于測(cè)定xiangya文物(wu)的抗壓強(qiáng)度(du)。

從金沙(sha)遺址出土的(de)飽水xiangya文(wen)物，因埋藏過(guo)程中有機(jī)質(zhì)分(fen)解而(er)出現(xiàn)結(jié)(jie)構(gòu)損傷和(he)韌性(xing)下降的情(qing)況。為此，本(ben)研究采用微生(sheng)物誘導(dǎo)(dao)碳酸(suan)鹽沉淀(dian)（MICP）技術(shù)(shu)，利用具(ju)有 59.5 U 脲酶活性和(he) 0.34 U 碳酸酐酶(mei)活性的巴氏(shi)芽孢(bao)桿菌，對(duì)飽(bao)水xiangya樣本(ben)進(jìn)行處(chu)理。X 射線計(jì)算(suan)機(jī)斷層(ceng)掃描(miao)（CT）分析表明，通(tong)過 MICP 生(sheng)成的碳酸鈣晶(jing)體有效填充了(le)孔隙，使(shi)總孔隙體積減(jian)少了 46.7%。具(ju)體而言，1–60 納米(mi)范圍內(nèi)(nei)孔隙的微孔體(ti)積和比表(biao)面積分別(bie)減少了 50.9% 和(he) 57.6%。X 射線衍射(she)（XRD）分析證實(shí)，MICP 產(chǎn)(chan)生的碳(tan)酸鈣晶體(ti)為方解石和球(qiu)霰石。此(ci)外，經(jīng)(jing) MICP 處理的xiangya抗壓強(qiáng)(qiang)度達(dá)到 20.38 MPa，是(shi)未處理樣本(ben)的 3.3 倍。這(zhe)些結(jié)果表(biao)明，MICP 技術(shù)能夠有(you)效加固出土(tu)的飽(bao)水xiangya。

采用質(zhì)構(gòu)儀對(duì)經(jīng)微生(sheng)物誘導(dǎo)碳(tan)酸鹽(yan)沉淀（MICP）處理(li)的xiangya樣(yang)本及(ji)對(duì)照組樣(yang)本的抗壓強(qiáng)(qiang)度進(jìn)行(xing)了測(cè)試(shi)，結(jié)果如圖 8a 所示(shi)。經(jīng) MICP 處理(li)的xiangya樣本抗(kang)壓強(qiáng)度為 20.38 MPa，是未(wei)處理xiangya樣本（6.20 MPa）的 3.3 倍(bei)。結(jié)果(guo)表明，MICP 處理(li)后xiangya的(de)力學(xué)性能得到(dao)顯著改善。這可(ke)能是因?yàn)?wei) MICP 處理產(chǎn)(chan)生的碳(tan)酸鈣沉淀(dian)填充(chong)了出(chu)土xiangya中的孔隙和(he)裂縫(feng)，從而加(jia)固了其結(jié)構(gòu)(gou)并提高了抗壓(ya)強(qiáng)度?？箟簭?qiáng)(qiang)度測(cè)試(shi)后樣(yang)本的狀態(tài)如圖(tu) 8b 和 8c 所示。未處理(li)的xiangya樣(yang)本在測(cè)試后發(fā)(fa)生碎裂，這可(ke)能是由于(yu)樣本(ben)內(nèi)部存(cun)在大量裂縫和(he)孔隙，導(dǎo)致(zhi)結(jié)構(gòu)完整(zheng)性較低。相比(bi)之下(xia)，經(jīng) MICP 處(chu)理的樣本在(zai)抗壓強(qiáng)度(du)測(cè)試后僅(jin)與壓(ya)頭接觸的部(bu)位發(fā)生碎(sui)裂，整體并(bing)未破碎。這些結(jié)(jie)果表(biao)明，MICP 處理能有(you)效加固(gu)xiangya樣本并(bing)改善其整(zheng)體力學(xué)性(xing)能。

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