光纤、水泥、扁虫和蛋白质,经历太空之旅,获得神奇力量!

2024-03-04 生活常识 关注公众号
    在地球这个得天独厚的家园中,我们得益于适宜的大气保护、温和的温度以及相对正常的重力环境。然而,一旦踏足条件迥异的领域,生存状态可能会面临严峻挑战。太空,这片近乎无重力的世界,对人类来说并不那么友好。骨骼变得脆弱不堪,甚至丧失了基本的身体感知能力,比如饥饿感,因为无重力环境下,人们无法察觉身体的变化。
光纤、水泥、扁虫、蛋白质,上过太空,它们有了“超能力”    但奇妙的是,零重力并未让所有事物陷入停滞,反而为某些材料和生命体带来了前所未有的提升与蜕变。其中,“超纯氟化物”——ZBLAN光纤材料的表现尤为突出。这种应用于医疗设备、光纤激光器及近红外领域的特殊材料,在太空中展现出了卓越的制造优势。据NASA研究表明,微重力条件下制造的ZBLAN不仅更为光滑透明,还能有效防止缺陷产生。近期,硅谷初创公司“缺陷光子学”在国际空间站(ISS)上成功生产出超过5公里的ZBLAN光纤,目标是用于海底电缆制造,其优异的透明度可大大减少信号衰减,未来该公司计划利用太空微重力持续制造更多优质预成型件。
光纤、水泥、扁虫、蛋白质,上过太空,它们有了“超能力”    此外,在太空环境中,一种更为坚固的微重力水泥也吸引了科学家们的关注。2019年,《天文学杂志》发表了一项研究成果:ISS宇航员首次在微重力下成功混合水泥,并发现其微观结构发生了显著变化。相比地球上的水泥,微重力下的水泥固化后表现出更均匀的密度,这意味着它拥有更强的坚固性。同时,太空水泥孔隙度较高,这将对其性能产生重要影响,标志着人类朝着月球就地建房的目标迈进了决定性的一步。
    而在生物研究方面,双头扁虫在太空中展现了令人惊异的生命再生现象。早在果蝇成为首批进入太空的动物之后,2015年,一批扁虫被送上ISS并在太空环境中经历了头部和尾部的切割实验。回到地球时,这些扁虫展现出奇特的再生能力,能在单个躯干上生长出两个完整的头部。科学家们通过研究这一异变,试图揭示太空环境对人体可能产生的影响。
    再者,太空环境对于药物研发也带来了突破性进展,尤其是蛋白质晶体生长。在地球上,由于受到重力干扰,很难形成纯净单一的蛋白质晶体;而在微重力条件下,蛋白质能更好地展开结合,排除杂质,生成纳米级、高纯度且高度均一的晶体。自2021年以来,已有包括NASA在内的多个机构在ISS进行了超过500项蛋白质晶体生长实验,助力发现了新型抗结核药物,并探寻到新的抗癌药物传输机制。例如,日本宇宙航空研究开发机构(JAXA)在ISS的微重力结晶研究中诞生了针对杜氏肌营养不良症的有前景化合物TAS-205。而全球知名制药巨头默沙东公司的肿瘤药物Keytruda,其效力增强正是得益于此类太空试验,该药如今已超越修美乐,荣登全球最畅销药物宝座。
    综上所述,太空环境的极端特性虽然对人类生活构成了诸多挑战,却也为我们揭示了一系列惊人的科学成果,推动着材料科学、建筑工程以及生物医药等领域取得革命性的进步。

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