近日，中國科(ke)學(xué)院上海高等(deng)研究院研(yan)究人員在Nature子(zi)刊《npj | heritage science》發(fā)(fa)表了題為"Improving structure properties of Jinsha relic ancient ivory by microbial-induced carbonate precipitation"的研究論文。在該論(lun)文中(zhong)，研究(jiu)人員利用上海(hai)騰拔Rapid TA國產(chǎn)質(zhì)(zhi)構(gòu)儀用于測(ce)定xiangya文物的抗壓強(qiang)度。

從金沙(sha)遺址出土的飽(bao)水xiangya文物，因埋(mai)藏過程中有機(ji)質(zhì)分解而(er)出現(xiàn)結(jié)(jie)構(gòu)損傷和韌性(xing)下降的(de)情況。為此(ci)，本研究采用微(wei)生物誘(you)導(dǎo)碳酸鹽沉(chen)淀（MICP）技術(shù)，利(li)用具(ju)有 59.5 U 脲酶活性(xing)和 0.34 U 碳酸酐(gan)酶活性的(de)巴氏(shi)芽孢桿菌，對飽(bao)水xiangya樣本進(jìn)行處(chu)理。X 射線計算機(ji)斷層掃描(miao)（CT）分析表(biao)明，通(tong)過 MICP 生成(cheng)的碳酸鈣(gai)晶體有效填充(chong)了孔(kong)隙，使(shi)總孔隙體積(ji)減少了 46.7%。具(ju)體而(er)言，1–60 納(na)米范(fan)圍內(nèi)孔隙(xi)的微(wei)孔體積和比表(biao)面積分別(bie)減少了 50.9% 和(he) 57.6%。X 射線衍射（XRD）分析(xi)證實，MICP 產(chǎn)生的碳(tan)酸鈣晶體為方(fang)解石(shi)和球霰(xian)石。此外，經(jīng) MICP 處理(li)的xiangya抗壓強度達(dá)(da)到 20.38 MPa，是未(wei)處理(li)樣本的 3.3 倍(bei)。這些結(jié)果(guo)表明，MICP 技術(shù)能(neng)夠有效加(jia)固出土(tu)的飽(bao)水xiangya。

采用(yong)質(zhì)構(gòu)儀對經(jīng)微(wei)生物(wu)誘導(dǎo)碳酸鹽沉(chen)淀（MICP）處理的xiangya樣本(ben)及對照(zhao)組樣(yang)本的抗壓強度(du)進(jìn)行(xing)了測(ce)試，結(jié)果如圖 8a 所(suo)示。經(jīng) MICP 處理的(de)xiangya樣本抗壓強(qiang)度為(wei) 20.38 MPa，是未處理(li)xiangya樣本（6.20 MPa）的 3.3 倍。結(jié)(jie)果表明，MICP 處(chu)理后xiangya的力學(xué)性(xing)能得到顯(xian)著改善(shan)。這可能是因(yin)為 MICP 處理產(chǎn)生的(de)碳酸鈣沉淀填(tian)充了出土(tu)xiangya中的孔隙(xi)和裂縫，從而加(jia)固了其結(jié)構(gòu)并(bing)提高了(le)抗壓(ya)強度?？箟簭姸?du)測試后樣(yang)本的狀態(tài)(tai)如圖 8b 和 8c 所示。未(wei)處理(li)的xiangya樣(yang)本在測試后(hou)發(fā)生碎裂，這可(ke)能是(shi)由于樣本(ben)內(nèi)部存在大量(liang)裂縫和孔(kong)隙，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)完(wan)整性(xing)較低。相比(bi)之下(xia)，經(jīng) MICP 處理的樣(yang)本在抗壓強(qiang)度測試后(hou)僅與(yu)壓頭接觸(chu)的部位發(fā)生(sheng)碎裂，整體并(bing)未破碎。這些(xie)結(jié)果表明(ming)，MICP 處理能(neng)有效加(jia)固xiangya樣本(ben)并改善其(qi)整體(ti)力學(xué)性(xing)能。

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