近日(ri)，中國(guó)(guo)科學(xué)(xue)院上海高等(deng)研究院(yuan)研究人員(yuan)在Nature子刊(kan)《npj | heritage science》發(fā)表了(le)題為"Improving structure properties of Jinsha relic ancient ivory by microbial-induced carbonate precipitation"的研(yan)究論文(wen)。在該論文(wen)中，研(yan)究人員(yuan)利用(yong)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。

從金沙遺(yi)址出(chu)土的飽(bao)水xiangya文(wen)物，因埋(mai)藏過(guò)程中有(you)機(jī)質(zhì)分解(jie)而出(chu)現(xiàn)結(jié)構(gòu)損傷和(he)韌性(xing)下降的(de)情況。為此(ci)，本研究采(cai)用微生物誘導(dǎo)(dao)碳酸鹽(yan)沉淀(dian)（MICP）技術(shù)(shu)，利用(yong)具有 59.5 U 脲酶活性(xing)和 0.34 U 碳酸酐(gan)酶活性的(de)巴氏芽孢桿(gan)菌，對(duì)飽水(shui)xiangya樣本進(jìn)行處理(li)。X 射線計(jì)算機(jī)(ji)斷層掃描(miao)（CT）分析表(biao)明，通過(guò) MICP 生(sheng)成的碳酸鈣晶(jing)體有效填充了(le)孔隙，使(shi)總孔(kong)隙體積(ji)減少了 46.7%。具體(ti)而言(yan)，1–60 納米(mi)范圍(wei)內(nèi)孔隙的微(wei)孔體積和(he)比表面積分別(bie)減少了 50.9% 和(he) 57.6%。X 射線(xian)衍射（XRD）分析證(zheng)實(shí)，MICP 產(chǎn)生的碳(tan)酸鈣晶體為(wei)方解石(shi)和球霰(xian)石。此外，經(jīng)(jing) MICP 處理的xiangya抗壓(ya)強(qiáng)度達(dá)(da)到 20.38 MPa，是未處理樣(yang)本的 3.3 倍。這些結(jié)(jie)果表明(ming)，MICP 技術(shù)能夠有效(xiao)加固(gu)出土的飽(bao)水xiangya。

采用(yong)質(zhì)構(gòu)儀對(duì)經(jīng)微(wei)生物誘導(dǎo)碳酸(suan)鹽沉(chen)淀（MICP）處理(li)的xiangya樣(yang)本及對(duì)照組樣(yang)本的抗壓強(qiáng)(qiang)度進(jìn)行(xing)了測(cè)試，結(jié)(jie)果如(ru)圖 8a 所示。經(jīng)(jing) MICP 處理的xiangya樣(yang)本抗(kang)壓強(qiáng)度(du)為 20.38 MPa，是未處理xiangya樣(yang)本（6.20 MPa）的 3.3 倍(bei)。結(jié)果(guo)表明，MICP 處理(li)后xiangya的力學(xué)性能(neng)得到顯著(zhu)改善。這可能(neng)是因?yàn)?MICP 處理(li)產(chǎn)生的(de)碳酸(suan)鈣沉(chen)淀填充了出(chu)土xiangya中的(de)孔隙和(he)裂縫，從而(er)加固了其結(jié)構(gòu)(gou)并提高了抗(kang)壓強(qiáng)(qiang)度。抗壓強(qiáng)度(du)測(cè)試后樣本的(de)狀態(tài)(tai)如圖 8b 和 8c 所示(shi)。未處理的(de)xiangya樣本在測(cè)試(shi)后發(fā)(fa)生碎裂，這(zhe)可能是由(you)于樣本內(nèi)部存(cun)在大量裂縫(feng)和孔(kong)隙，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)(gou)完整性較(jiao)低。相比之下，經(jīng)(jing) MICP 處理的樣(yang)本在(zai)抗壓強(qiáng)度測(cè)試(shi)后僅與壓頭接(jie)觸的(de)部位發(fā)生(sheng)碎裂(lie)，整體并未(wei)破碎。這些(xie)結(jié)果(guo)表明(ming)，MICP 處理能有效(xiao)加固(gu)xiangya樣本并改善(shan)其整體力(li)學(xué)性能(neng)。

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