基于微流控芯片技术的微生物加固可视化研究

• 作者: 何想 刘汉龙 楚剑 汪杨 肖杨 赵常 马国梁
• 来源期刊: 岩土工程学报
• 学科: 工学
• 关键词: 微生物矿化 微流控芯片 可视化 结晶 MICP
• 年，卷（期）: 2020,（6）
• 所属期刊栏目: 论文
• 页码范围: 1005-1012
• 页数: 8页
• 分类号: TU43
• 语种: 中文
• DOI: 10.11779/CJGE202006003

摘要

微生物诱导碳酸钙沉积(MICP)能够加固散粒土体,是岩土工程中新兴绿色加固技术之一.然而,关于微生物加固机理以及矿化形成过程的研究尚不多见.基于微流控芯片技术开发了微生物加固可视化系统,利用该系统开展了微生物诱导碳酸钙矿化机理的原位微细观研究,通过对微生物加固过程中碳酸钙晶体的沉积进行了观测,并对其时空分布、沉积模式、生长速率进行了量化.结果表明溶质分子的对流和扩散作用对碳酸钙晶体分布影响较大,碳酸钙的分布存在时间不均匀和空间不均匀现象,时间不均匀随反应进行呈现弱化现象而空间不均匀在整个反应过程(0～2200 min)中一直存在.研究发现微尺寸管道中碳酸钙存在孔隙中和颗粒间两种沉积模式,孔隙中的碳酸钙均匀长大,而颗粒间碳酸钙存在不同速率的生长轴.研究结果将加深对微生物加固机理的认识,为微生物加固技术的优化和推广应用提供参考.