近日，中國科(ke)學院上(shang)海高(gao)等研(yan)究院研究人(ren)員在Nature子(zi)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(yan)究論文。在該論文中(zhong)，研究人員(yuan)利用上(shang)海騰拔Rapid TA國(guo)產(chǎn)質(zhì)(zhi)構(gòu)儀用(yong)于測(ce)定xiangya文(wen)物的抗壓強(qiang)度。

從金沙遺址(zhi)出土(tu)的飽水xiangya文物，因(yin)埋藏過程中(zhong)有機質(zhì)分(fen)解而出現(xiàn)(xian)結(jié)構(gòu)損(sun)傷和韌性下降(jiang)的情況。為此，本(ben)研究采用(yong)微生物誘(you)導碳酸(suan)鹽沉淀（MICP）技(ji)術(shù)，利用具有(you) 59.5 U 脲酶活性和 0.34 U 碳(tan)酸酐酶活(huo)性的(de)巴氏芽孢桿菌(jun)，對飽水xiangya樣本進(jin)行處理(li)。X 射線(xian)計算(suan)機斷層掃描(miao)（CT）分析表(biao)明，通過 MICP 生成的(de)碳酸鈣晶體有(you)效填充(chong)了孔隙，使(shi)總孔隙體(ti)積減少了 46.7%。具體(ti)而言，1–60 納米范圍(wei)內(nèi)孔(kong)隙的微孔(kong)體積和比表面(mian)積分別減少(shao)了 50.9% 和 57.6%。X 射線衍(yan)射（XRD）分(fen)析證(zheng)實，MICP 產(chǎn)(chan)生的(de)碳酸鈣(gai)晶體為方解石(shi)和球(qiu)霰石。此外(wai)，經(jīng) MICP 處理(li)的xiangya抗壓(ya)強度達到 20.38 MPa，是(shi)未處理樣本的(de) 3.3 倍。這些(xie)結(jié)果表明，MICP 技(ji)術(shù)能夠有效(xiao)加固出土的飽(bao)水xiangya。

采用質(zhì)構(gòu)儀對經(jīng)微(wei)生物(wu)誘導(dao)碳酸(suan)鹽沉(chen)淀（MICP）處理的xiangya樣本(ben)及對照(zhao)組樣本的抗(kang)壓強(qiang)度進行了測試(shi)，結(jié)果如圖 8a 所(suo)示。經(jīng) MICP 處(chu)理的xiangya樣本抗(kang)壓強度為(wei) 20.38 MPa，是未處(chu)理xiangya樣本（6.20 MPa）的 3.3 倍。結(jié)(jie)果表明，MICP 處理后(hou)xiangya的力學性能(neng)得到顯著改善(shan)。這可能是(shi)因為 MICP 處理(li)產(chǎn)生(sheng)的碳酸鈣(gai)沉淀(dian)填充(chong)了出土xiangya中(zhong)的孔(kong)隙和裂縫，從而(er)加固了其結(jié)構(gòu)(gou)并提高(gao)了抗壓強(qiang)度?？箟?ya)強度測試后樣(yang)本的狀態(tài)如(ru)圖 8b 和 8c 所示。未(wei)處理的xiangya樣本在(zai)測試后(hou)發(fā)生碎裂，這(zhe)可能是(shi)由于樣本內(nèi)(nei)部存在(zai)大量裂(lie)縫和孔(kong)隙，導致結(jié)(jie)構(gòu)完(wan)整性較低。相比(bi)之下，經(jīng)(jing) MICP 處理的樣本(ben)在抗壓強度(du)測試后僅與壓(ya)頭接(jie)觸的部位發(fā)生(sheng)碎裂(lie)，整體并未破(po)碎。這(zhe)些結(jié)果表明，MICP 處(chu)理能(neng)有效加固(gu)xiangya樣本并改善(shan)其整體(ti)力學性能(neng)。

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。