近日，中(zhong)國(guó)科學(xué)院上(shang)海高等研究院(yuan)研究人員在(zai)Nature子刊《npj | heritage science》發(fā)(fa)表了題(ti)為"Improving structure properties of Jinsha relic ancient ivory by microbial-induced carbonate precipitation"的研究論文。在該(gai)論文中，研究(jiu)人員利用上海(hai)騰拔Rapid TA國(guó)(guo)產(chǎn)質(zhì)構(gòu)儀用于(yu)測(cè)定xiangya文物的抗壓(ya)強(qiáng)度。

從金(jin)沙遺址(zhi)出土(tu)的飽水xiangya文物，因(yin)埋藏過(guò)程(cheng)中有機(jī)(ji)質(zhì)分解而出(chu)現(xiàn)結(jié)構(gòu)損傷(shang)和韌性下(xia)降的情況(kuang)。為此，本研(yan)究采用微(wei)生物誘導(dǎo)(dao)碳酸鹽沉淀（MICP）技(ji)術(shù)，利用具有 59.5 U 脲(niao)酶活性(xing)和 0.34 U 碳酸(suan)酐酶活性(xing)的巴(ba)氏芽孢桿菌，對(duì)(dui)飽水xiangya樣本(ben)進(jìn)行處理。X 射線(xian)計(jì)算機(jī)斷(duan)層掃描（CT）分析(xi)表明，通(tong)過(guò) MICP 生成的碳(tan)酸鈣晶體(ti)有效填(tian)充了孔隙，使總(zong)孔隙體(ti)積減少了 46.7%。具(ju)體而(er)言，1–60 納米(mi)范圍內(nèi)(nei)孔隙的(de)微孔體積(ji)和比表面(mian)積分別減少(shao)了 50.9% 和 57.6%。X 射線衍射(she)（XRD）分析證實(shí)，MICP 產(chǎn)生(sheng)的碳酸鈣晶(jing)體為方解(jie)石和球(qiu)霰石。此外(wai)，經(jīng) MICP 處理的xiangya抗壓(ya)強(qiáng)度達(dá)到 20.38 MPa，是(shi)未處(chu)理樣本的(de) 3.3 倍。這(zhe)些結(jié)果表明，MICP 技(ji)術(shù)能夠有(you)效加固出(chu)土的(de)飽水xiangya。

采用(yong)質(zhì)構(gòu)儀對(duì)經(jīng)微生物誘(you)導(dǎo)碳酸鹽沉淀(dian)（MICP）處理的xiangya樣本及(ji)對(duì)照組樣本的(de)抗壓強(qiáng)度(du)進(jìn)行了(le)測(cè)試，結(jié)果如圖(tu) 8a 所示(shi)。經(jīng) MICP 處(chu)理的xiangya樣(yang)本抗壓強(qiáng)度為(wei) 20.38 MPa，是未(wei)處理xiangya樣(yang)本（6.20 MPa）的 3.3 倍。結(jié)(jie)果表明，MICP 處理(li)后xiangya的(de)力學(xué)性(xing)能得到顯(xian)著改(gai)善。這(zhe)可能是因(yin)為 MICP 處(chu)理產(chǎn)生的碳(tan)酸鈣沉淀填充(chong)了出土xiangya中(zhong)的孔(kong)隙和裂(lie)縫，從(cong)而加固了(le)其結(jié)構(gòu)并提高(gao)了抗壓強(qiáng)度(du)?？箟?ya)強(qiáng)度測(cè)試后(hou)樣本的狀態(tài)(tai)如圖 8b 和 8c 所示(shi)。未處理的xiangya樣本(ben)在測(cè)試后發(fā)生(sheng)碎裂，這可能(neng)是由(you)于樣本(ben)內(nèi)部存在大(da)量裂縫和孔(kong)隙，導(dǎo)致(zhi)結(jié)構(gòu)(gou)完整(zheng)性較低。相比之(zhi)下，經(jīng) MICP 處理的樣(yang)本在抗壓(ya)強(qiáng)度測(cè)(ce)試后(hou)僅與壓(ya)頭接觸的部位(wei)發(fā)生碎(sui)裂，整體(ti)并未破碎(sui)。這些結(jié)果表明(ming)，MICP 處理能有效(xiao)加固(gu)xiangya樣本并改善其(qi)整體力(li)學(xué)性(xing)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。