微生物矿化沉积时空演化的微流控芯片试验研究

作者：何想; 刘汉龙; 韩飞; 马国梁; 赵常; 楚剑; 肖杨^*

来源：岩土工程学报, 2021, 43(10): 1861-1869.

• 微生物矿化
• 微流控芯片
• 碳酸钙
• 生长速率
• MICP

微生物矿化沉积是近年来的热门研究课题,然而人们对其时空演化过程的认识目前稍显不足。设计了具有大小孔隙的概念化微流控芯片,并利用微生物加固可视化系统对微生物矿化沉积的时空演化过程进行研究。提出了一种图像处理方法,该方法能够对沉积过程中的碳酸钙进行识别和计算,从而对微生物矿化沉积的时空演化过程进行量化研究。结果表明孔隙空间结构对碳酸钙晶体具有一定的调控作用,管道大孔隙中碳酸钙以单晶的形式存在,而砂颗粒间小孔隙中碳酸钙以聚合体的方式渐进生长并表现出3个不同的生长过程。无论单晶还是聚合体碳酸钙,它们的生长速率均随反应时间先增加后逐渐降低,碳酸钙晶体面积的等效半径增长速率最大为4.22μm/min。研究结果有望验证孔隙尺度微生物矿化沉积模拟,为现场工程应用提供参考。

• 单位
  重庆大学; 土木与环境工程学院; 土木工程学院