近日，中國(guó)(guo)科學(xué)院上海(hai)高等研究院研(yan)究人(ren)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。在該論文中(zhong)，研究人員利用(yong)上海騰拔Rapid TA國(guó)(guo)產(chǎn)質(zhì)(zhi)構(gòu)儀用于測(cè)(ce)定xiangya文(wen)物的抗壓(ya)強(qiáng)度。

從金沙(sha)遺址出土的(de)飽水xiangya文(wen)物，因埋藏過(guo)程中(zhong)有機(jī)質(zhì)分(fen)解而出現(xiàn)結(jié)(jie)構(gòu)損傷(shang)和韌性(xing)下降的(de)情況。為此，本研(yan)究采用微生(sheng)物誘(you)導(dǎo)碳酸鹽沉(chen)淀（MICP）技術(shù)，利用具(ju)有 59.5 U 脲(niao)酶活性(xing)和 0.34 U 碳酸(suan)酐酶活(huo)性的巴(ba)氏芽孢桿菌，對(duì)(dui)飽水xiangya樣(yang)本進(jìn)行處理。X 射(she)線計(jì)算機(jī)斷(duan)層掃描(miao)（CT）分析表(biao)明，通過 MICP 生成的(de)碳酸(suan)鈣晶(jing)體有效填充(chong)了孔(kong)隙，使總(zong)孔隙體(ti)積減少了 46.7%。具體(ti)而言(yan)，1–60 納米(mi)范圍內(nèi)(nei)孔隙(xi)的微孔體積和(he)比表面(mian)積分(fen)別減(jian)少了(le) 50.9% 和 57.6%。X 射線衍射（XRD）分(fen)析證實(shí)，MICP 產(chǎn)(chan)生的碳酸鈣晶(jing)體為(wei)方解石(shi)和球霰(xian)石。此外，經(jīng) MICP 處(chu)理的xiangya抗壓強(qiáng)(qiang)度達(dá)到 20.38 MPa，是未(wei)處理(li)樣本的(de) 3.3 倍。這(zhe)些結(jié)果表明，MICP 技(ji)術(shù)能夠有效(xiao)加固(gu)出土(tu)的飽水xiangya。

采用質(zhì)構(gòu)儀(yi)對(duì)經(jīng)微生物(wu)誘導(dǎo)碳酸鹽沉(chen)淀（MICP）處理的(de)xiangya樣本及對(duì)(dui)照組樣本(ben)的抗壓(ya)強(qiáng)度進(jìn)行(xing)了測(cè)試，結(jié)果(guo)如圖 8a 所(suo)示。經(jīng) MICP 處理的(de)xiangya樣本抗壓強(qiáng)(qiang)度為 20.38 MPa，是未處理(li)xiangya樣本(ben)（6.20 MPa）的 3.3 倍。結(jié)果表(biao)明，MICP 處理后xiangya的(de)力學(xué)(xue)性能(neng)得到顯著(zhu)改善。這可能是(shi)因?yàn)?MICP 處(chu)理產(chǎn)生的碳酸(suan)鈣沉淀填(tian)充了出土(tu)xiangya中的孔隙(xi)和裂縫(feng)，從而(er)加固了其(qi)結(jié)構(gòu)并提(ti)高了抗壓強(qiáng)(qiang)度?？箟簭?qiáng)(qiang)度測(cè)(ce)試后(hou)樣本的狀(zhuang)態(tài)如圖 8b 和 8c 所(suo)示。未處理的xiangya樣(yang)本在(zai)測(cè)試后(hou)發(fā)生碎裂，這可(ke)能是由于樣(yang)本內(nèi)部存(cun)在大量裂縫和(he)孔隙，導(dǎo)致結(jié)(jie)構(gòu)完整性較低(di)。相比(bi)之下(xia)，經(jīng) MICP 處理(li)的樣本在抗(kang)壓強(qiáng)度測(cè)試(shi)后僅(jin)與壓(ya)頭接觸的部位(wei)發(fā)生碎裂，整體(ti)并未破碎。這(zhe)些結(jié)果表明，MICP 處(chu)理能有效加(jia)固xiangya樣本并(bing)改善(shan)其整(zheng)體力學(xué)性能。

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。