近日(ri)，中國科學院上(shang)海高等研究(jiu)院研究人員在(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"的研究論文(wen)。在該論(lun)文中(zhong)，研究人(ren)員利用上(shang)海騰拔Rapid TA國產(chǎn)(chan)質(zhì)構(gòu)儀用(yong)于測(ce)定xiangya文(wen)物的抗壓強度。

從金沙遺址(zhi)出土的飽(bao)水xiangya文物，因(yin)埋藏過程(cheng)中有機質(zhì)分解(jie)而出現(xiàn)結(jié)構(gòu)損(sun)傷和韌性下降(jiang)的情況。為此(ci)，本研(yan)究采(cai)用微生(sheng)物誘(you)導碳(tan)酸鹽(yan)沉淀(dian)（MICP）技術，利用(yong)具有(you) 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，對飽水xiangya樣(yang)本進(jin)行處(chu)理。X 射線計算機(ji)斷層掃描（CT）分析(xi)表明，通過 MICP 生成(cheng)的碳酸鈣(gai)晶體有效(xiao)填充了(le)孔隙，使總孔(kong)隙體積減(jian)少了 46.7%。具(ju)體而言，1–60 納米范(fan)圍內(nèi)孔(kong)隙的微孔(kong)體積和比表(biao)面積分(fen)別減少了 50.9% 和 57.6%。X 射(she)線衍射（XRD）分(fen)析證實，MICP 產(chǎn)(chan)生的碳(tan)酸鈣晶體(ti)為方解(jie)石和球霰石(shi)。此外，經(jīng)(jing) MICP 處理的xiangya抗壓強(qiang)度達(da)到 20.38 MPa，是未處理(li)樣本的 3.3 倍。這(zhe)些結(jié)果表明，MICP 技(ji)術能夠有效加(jia)固出(chu)土的飽(bao)水xiangya。

采用質(zhì)構(gòu)儀(yi)對經(jīng)(jing)微生物誘(you)導碳酸(suan)鹽沉淀(dian)（MICP）處理的xiangya樣本及(ji)對照組樣(yang)本的抗壓強(qiang)度進行了測試(shi)，結(jié)果如圖(tu) 8a 所示。經(jīng) MICP 處理的(de)xiangya樣本抗壓(ya)強度為 20.38 MPa，是(shi)未處理xiangya樣(yang)本（6.20 MPa）的 3.3 倍。結(jié)果表(biao)明，MICP 處理(li)后xiangya的力學(xue)性能得(de)到顯著改(gai)善。這可能是(shi)因為 MICP 處(chu)理產(chǎn)(chan)生的碳酸鈣(gai)沉淀填充了(le)出土xiangya中的(de)孔隙和裂縫(feng)，從而加固了其(qi)結(jié)構(gòu)并提高(gao)了抗壓強度(du)?？箟簭姸葴y試(shi)后樣本的狀態(tài)(tai)如圖 8b 和(he) 8c 所示。未處(chu)理的xiangya樣本在(zai)測試后發(fā)生(sheng)碎裂(lie)，這可(ke)能是(shi)由于樣本內(nèi)(nei)部存在(zai)大量裂縫(feng)和孔(kong)隙，導致結(jié)構(gòu)完(wan)整性(xing)較低。相比(bi)之下，經(jīng) MICP 處理(li)的樣本(ben)在抗壓強度(du)測試后(hou)僅與壓頭接(jie)觸的(de)部位發(fā)生碎(sui)裂，整體(ti)并未破碎。這(zhe)些結(jié)果表明(ming)，MICP 處理能有效加(jia)固xiangya樣本(ben)并改善其整(zheng)體力學性能。

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