近日，中國科學(xué)(xue)院上海高等(deng)研究(jiu)院研究人員在(zai)Nature子刊《npj | heritage science》發(fā)表了(le)題為(wei)"Improving structure properties of Jinsha relic ancient ivory by microbial-induced carbonate precipitation"的研(yan)究論文。在該論文(wen)中，研究人員(yuan)利用上海(hai)騰拔Rapid TA國產(chǎn)質(zhì)構(gòu)(gou)儀用于測定xiangya文物的抗壓(ya)強(qiáng)度。

從金沙遺址(zhi)出土(tu)的飽水xiangya文(wen)物，因埋藏過程(cheng)中有機(jī)質(zhì)分解(jie)而出現(xiàn)結(jié)(jie)構(gòu)損傷和(he)韌性下降(jiang)的情況。為此，本(ben)研究(jiu)采用微生物誘(you)導(dǎo)碳酸鹽沉淀(dian)（MICP）技術(shù)，利用具(ju)有 59.5 U 脲(niao)酶活性和 0.34 U 碳酸(suan)酐酶活性的巴(ba)氏芽(ya)孢桿(gan)菌，對飽(bao)水xiangya樣本進(jìn)(jin)行處理。X 射線計(jì)(ji)算機(jī)斷層掃描(miao)（CT）分析表明，通(tong)過 MICP 生成的(de)碳酸鈣(gai)晶體有(you)效填充了孔(kong)隙，使(shi)總孔隙體積(ji)減少了 46.7%。具體而(er)言，1–60 納米范圍(wei)內(nèi)孔隙的(de)微孔體積和比(bi)表面積分別減(jian)少了 50.9% 和 57.6%。X 射線(xian)衍射（XRD）分析證(zheng)實(shí)，MICP 產(chǎn)生的(de)碳酸鈣晶體(ti)為方解(jie)石和球霰石。此(ci)外，經(jīng) MICP 處理的xiangya抗(kang)壓強(qiáng)(qiang)度達(dá)到 20.38 MPa，是未(wei)處理樣本的(de) 3.3 倍。這些結(jié)(jie)果表明，MICP 技(ji)術(shù)能夠有(you)效加固(gu)出土的飽水(shui)xiangya。

采用質(zhì)構(gòu)儀對經(jīng)微(wei)生物誘導(dǎo)(dao)碳酸鹽沉淀(dian)（MICP）處理的(de)xiangya樣本及對照組(zu)樣本的(de)抗壓強(qiáng)度進(jìn)(jin)行了測(ce)試，結(jié)果如圖(tu) 8a 所示。經(jīng) MICP 處理的(de)xiangya樣本抗壓強(qiáng)度(du)為 20.38 MPa，是(shi)未處理xiangya樣本（6.20 MPa）的(de) 3.3 倍。結(jié)果表明，MICP 處(chu)理后xiangya的力(li)學(xué)性(xing)能得到顯(xian)著改善(shan)。這可能(neng)是因?yàn)?MICP 處(chu)理產(chǎn)生的(de)碳酸鈣(gai)沉淀填充了(le)出土xiangya中(zhong)的孔隙和裂縫(feng)，從而加固(gu)了其(qi)結(jié)構(gòu)并提(ti)高了(le)抗壓強(qiáng)(qiang)度?？箟簭?qiáng)度(du)測試后樣本(ben)的狀態(tài)(tai)如圖(tu) 8b 和 8c 所示。未處理(li)的xiangya樣本在測(ce)試后發(fā)生碎裂(lie)，這可能是(shi)由于樣本內(nèi)部(bu)存在大量裂(lie)縫和孔隙，導(dǎo)(dao)致結(jié)構(gòu)完整性(xing)較低(di)。相比之(zhi)下，經(jīng) MICP 處理(li)的樣(yang)本在抗壓強(qiáng)度(du)測試后(hou)僅與壓頭接(jie)觸的部位發(fā)(fa)生碎裂，整(zheng)體并未破碎。這(zhe)些結(jié)果表(biao)明，MICP 處理能(neng)有效加固xiangya樣(yang)本并(bing)改善其整(zheng)體力學(xué)(xue)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。