近日，中國(guó)科(ke)學(xué)院(yuan)上海高等研究(jiu)院研究(jiu)人員在Nature子刊(kan)《npj | heritage science》發(fā)表了題為(wei)"Improving structure properties of Jinsha relic ancient ivory by microbial-induced carbonate precipitation"的研究論(lun)文。在該論文中，研(yan)究人員(yuan)利用上海(hai)騰拔Rapid TA國(guó)產(chǎn)(chan)質(zhì)構(gòu)(gou)儀用(yong)于測(cè)定xiangya文物的抗壓(ya)強(qiáng)度。

從金(jin)沙遺址出(chu)土的飽(bao)水xiangya文物(wu)，因埋藏過(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。為(wei)此，本研究采(cai)用微(wei)生物誘導(dǎo)(dao)碳酸鹽沉淀(dian)（MICP）技術(shù)(shu)，利用(yong)具有 59.5 U 脲酶活(huo)性和 0.34 U 碳酸酐酶(mei)活性的巴氏芽(ya)孢桿菌，對(duì)(dui)飽水xiangya樣本(ben)進(jìn)行處理。X 射(she)線計(jì)算機(jī)斷(duan)層掃描（CT）分(fen)析表明，通(tong)過(guò) MICP 生成的碳(tan)酸鈣晶體有效(xiao)填充了(le)孔隙，使總(zong)孔隙體積減少(shao)了 46.7%。具體而言(yan)，1–60 納米范(fan)圍內(nèi)孔(kong)隙的(de)微孔體積(ji)和比表面(mian)積分別(bie)減少(shao)了 50.9% 和 57.6%。X 射線(xian)衍射(she)（XRD）分析證(zheng)實(shí)，MICP 產(chǎn)生(sheng)的碳酸鈣晶(jing)體為方解石(shi)和球霰(xian)石。此外，經(jīng)(jing) MICP 處理的xiangya抗壓強(qiáng)(qiang)度達(dá)到 20.38 MPa，是(shi)未處理樣本的(de) 3.3 倍。這(zhe)些結(jié)果表(biao)明，MICP 技術(shù)(shu)能夠有效(xiao)加固出土的(de)飽水xiangya。

采用質(zhì)構(gòu)儀對(duì)經(jīng)微生(sheng)物誘導(dǎo)碳酸鹽(yan)沉淀（MICP）處理(li)的xiangya樣本(ben)及對(duì)照組樣(yang)本的(de)抗壓強(qiáng)度進(jìn)行(xing)了測(cè)試，結(jié)(jie)果如圖 8a 所(suo)示。經(jīng) MICP 處理(li)的xiangya樣(yang)本抗壓強(qiáng)度為(wei) 20.38 MPa，是未處理xiangya樣(yang)本（6.20 MPa）的 3.3 倍(bei)。結(jié)果表明，MICP 處(chu)理后xiangya的力(li)學(xué)性能得到顯(xian)著改善。這(zhe)可能是因?yàn)?wei) MICP 處理產(chǎn)生(sheng)的碳酸鈣沉淀(dian)填充了出(chu)土xiangya中的孔隙和(he)裂縫(feng)，從而加固了(le)其結(jié)構(gòu)并提(ti)高了抗壓(ya)強(qiáng)度(du)?？箟簭?qiáng)度(du)測(cè)試后(hou)樣本的狀態(tài)(tai)如圖 8b 和 8c 所(suo)示。未處理的xiangya樣(yang)本在測(cè)試后發(fā)(fa)生碎裂，這(zhe)可能是由于(yu)樣本內(nèi)部存(cun)在大量(liang)裂縫(feng)和孔隙，導(dǎo)致結(jié)(jie)構(gòu)完整(zheng)性較低。相比之(zhi)下，經(jīng) MICP 處理的(de)樣本在抗(kang)壓強(qiáng)度(du)測(cè)試(shi)后僅與壓頭接(jie)觸的部位(wei)發(fā)生碎裂(lie)，整體并未破(po)碎。這些結(jié)果(guo)表明，MICP 處理能(neng)有效加固xiangya樣本(ben)并改善其整(zheng)體力學(xué)性能。

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