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更新時間：2025-07-24
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近日，中國科學院上海高等研究院研究人員在Nature子刊《npj | heritage science》發表了題為"Improving structure properties of Jinsha relic ancient ivory by microbial-induced carbonate precipitation"的研究論文。在該論文中，研究人員利用上海騰拔Rapid TA國產質構儀用于測定xiangya文物的抗壓強度。
從金沙遺址出土的飽水xiangya文物，因埋藏過程中有機質分解而出現結構損傷和韌性下降的情況。為此，本研究采用微生物誘導碳酸鹽沉淀（MICP）技術，利用具有 59.5 U 脲酶活性和 0.34 U 碳酸酐酶活性的巴氏芽孢桿菌，對飽水xiangya樣本進行處理。X 射線計算機斷層掃描（CT）分析表明，通過 MICP 生成的碳酸鈣晶體有效填充了孔隙，使總孔隙體積減少了 46.7%。具體而言，1–60 納米范圍內孔隙的微孔體積和比表面積分別減少了 50.9% 和 57.6%。X 射線衍射（XRD）分析證實，MICP 產生的碳酸鈣晶體為方解石和球霰石。此外，經 MICP 處理的xiangya抗壓強度達到 20.38 MPa，是未處理樣本的 3.3 倍。這些結果表明，MICP 技術能夠有效加固出土的飽水xiangya。
采用質構儀對經微生物誘導碳酸鹽沉淀（MICP）處理的xiangya樣本及對照組樣本的抗壓強度進行了測試，結果如圖 8a 所示。經 MICP 處理的xiangya樣本抗壓強度為 20.38 MPa，是未處理xiangya樣本（6.20 MPa）的 3.3 倍。結果表明，MICP 處理后xiangya的力學性能得到顯著改善。這可能是因為 MICP 處理產生的碳酸鈣沉淀填充了出土xiangya中的孔隙和裂縫，從而加固了其結構并提高了抗壓強度。抗壓強度測試后樣本的狀態如圖 8b 和 8c 所示。未處理的xiangya樣本在測試后發生碎裂，這可能是由于樣本內部存在大量裂縫和孔隙，導致結構完整性較低。相比之下，經 MICP 處理的樣本在抗壓強度測試后僅與壓頭接觸的部位發生碎裂，整體并未破碎。這些結果表明，MICP 處理能有效加固xiangya樣本并改善其整體力學性能。
參考文獻：Yijun Zou et al. Improving structure properties of Jinsha relic ancient ivory by microbial-induced carbonate precipitation. npj | heritage science, 2025。
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