技(jì)術(shù)文(wén)章

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上海(hǎi)騰(téng)拔質構(gòu)儀助力(lì)中科院(yuàn)在Nature子刊發表論(lùn)文(wén)

更新時(shí)間(jiān)：2025-07-24

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近日(rì)，中國(guó)科學(xué)院上(shàng)海高等(děng)研(yán)究(jiū)院研(yán)究人員在Nature子刊(kān)《npj | heritage science》發表(biǎo)了題(tí)為"Improving structure properties of Jinsha relic ancient ivory by microbial-induced carbonate precipitation"的研究(jiū)論文(wén)。在(zài)該論文中(zhōng)，研(yán)究(jiū)人員利(lì)用(yòng)上海騰拔(bá)Rapid TA國(guó)產質構(gòu)儀用(yòng)於測定xiangya文物的抗壓強度(dù)。

從金(jīn)沙(shā)遺(yí)址出土的飽水xiangya文(wén)物(wù)，因(yīn)埋(mái)藏過程中有(yǒu)機(jī)質分解(jiě)而出現結構損傷(shāng)和韌性(xìng)下降的情況。為(wéi)此(cǐ)，本(běn)研究(jiū)采(cǎi)用(yòng)微生物(wù)誘(yòu)導碳酸鹽沉(chén)澱（MICP）技(jì)術，利(lì)用(yòng)具有 59.5 U 脲(niào)酶(méi)活(huó)性(xìng)和(hé) 0.34 U 碳酸酐酶活(huó)性的巴(bā)氏芽孢杆菌(jūn)，對飽水xiangya樣本進行處理。X 射(shè)綫計(jì)算(suàn)機(jī)斷層掃描(miáo)（CT）分(fēn)析表明(míng)，通(tōng)過(guò) MICP 生成的碳(tàn)酸鈣晶體(tǐ)有(yǒu)效填(tián)充了(liǎo)孔(kǒng)隙，使總孔(kǒng)隙(xì)體(tǐ)積減少了 46.7%。具體(tǐ)而言，1–60 納(nà)米範(fàn)圍內孔隙的(dí)微(wēi)孔(kǒng)體(tǐ)積(jī)和比表(biǎo)麵積分別減(jiǎn)少了 50.9% 和(hé) 57.6%。X 射(shè)綫衍射(shè)（XRD）分(fēn)析證實(shí)，MICP 產(chǎn)生的(dí)碳酸鈣晶體為(wéi)方解石和(hé)球(qiú)霰石。此外，經(jīng) MICP 處(chǔ)理(lǐ)的xiangya抗壓(yā)強度達到(dào) 20.38 MPa，是(shì)未處(chǔ)理(lǐ)樣(yàng)本(běn)的 3.3 倍(bèi)。這些(xiē)結果(guǒ)表明，MICP 技術能夠有效(xiào)加(jiā)固出土(tǔ)的飽(bǎo)水xiangya。

采用質構儀對經(jīng)微(wēi)生物(wù)誘(yòu)導碳酸鹽沉澱（MICP）處(chǔ)理(lǐ)的xiangya樣(yàng)本(běn)及對照組(zǔ)樣(yàng)本的抗(kàng)壓強度(dù)進(jìn)行了測試，結果(guǒ)如(rú)圖 8a 所(suǒ)示(shì)。經 MICP 處(chǔ)理的xiangya樣本(běn)抗(kàng)壓強(qiáng)度為 20.38 MPa，是未(wèi)處理xiangya樣(yàng)本（6.20 MPa）的 3.3 倍。結果(guǒ)表明(míng)，MICP 處理後(hòu)xiangya的力學性能(néng)得到顯著(zhù)改善(shàn)。這(zhè)可能(néng)是因為 MICP 處(chǔ)理產(chǎn)生(shēng)的(dí)碳(tàn)酸(suān)鈣(gài)沉澱(diàn)填(tián)充(chōng)了出(chū)土(tǔ)xiangya中(zhōng)的孔隙和(hé)裂縫，從(cóng)而加(jiā)固了(liǎo)其結構並提高(gāo)了(liǎo)抗(kàng)壓強度。抗(kàng)壓強度(dù)測試後(hòu)樣本的狀(zhuàng)態(tài)如圖 8b 和 8c 所示。未處(chǔ)理的(dí)xiangya樣(yàng)本在(zài)測試後發生碎裂，這可(kě)能(néng)是(shì)由(yóu)於樣本內(nèi)部(bù)存在大量(liáng)裂(liè)縫(féng)和孔(kǒng)隙(xì)，導(dǎo)致結構(gòu)完(wán)整性較(jiào)低。相(xiāng)比之(zhī)下，經(jīng) MICP 處(chǔ)理的樣(yàng)本在抗壓(yā)強度(dù)測(cè)試(shì)後(hòu)僅與(yǔ)壓頭接觸(chù)的(dí)部(bù)位(wèi)發生碎裂(liè)，整(zhěng)體(tǐ)並未破碎(suì)。這些結果(guǒ)表(biǎo)明，MICP 處理(lǐ)能有效加固xiangya樣本並(bìng)改(gǎi)善(shàn)其整體力學性能。

上海騰(téng)拔質構(gòu)儀助力(lì)中科院(yuàn)在Nature子(zǐ)刊(kān)發表(biǎo)論文(wén)

參(cān)考文(wén)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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