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还有什么比当NASA科学家更炫酷的事?

2017-03-03 译林出版社

美国东部时间2月22日下午1点,美国宇航局(NASA)公布了一个让地球人震惊的大新闻:

科学家们借助美国宇航局的斯皮策太空望远镜,确认在40光年以外,存在7颗大小与地球相近的行星。它们围绕一颗恒星旋转,被称为TRAPPIST-1星系。

其中3颗行星位于宜居带,属岩态行星,可能存在液态水,可能有生命存在!

NASA科学任务委员会副主管托马斯·泽布臣说:“科学的一大重要使命,就是要回答‘我们在宇宙中是不是唯一的生命’这个问题,首次找到这么多颗位于宜居带的行星,向这个目标迈出了重要的一步。”

自从1958年建立以来,NASA的科学家不仅致力于更新科技用于太空探险。

从以下评选的NASA10大发明,我们还可以见识一下NASA的科学家们如何改变了地球人的生活。

10

记忆泡沫

这个名词很熟悉?

没错,在床垫和座椅的广告里,我们经常看见。

1960年代初,航空工程师查尔斯·约斯特接到项目,要设计出能保障阿波罗宇宙飞船的指挥舱和宇航员着落时的安全的技术。

4年之后,他被指派到NASA的艾姆斯研究中心,设计能够吸收着陆冲击力并减少震动的飞机座椅。

约斯特成功创造出了能“缓慢回弹的塑料”,不仅保障了乘客的安全,也让长时间久坐不那么难受了,因为身体的重量分布得更均匀。

记忆泡沫具有能减缓冲击力、分散重量、对温度敏感等特性,因此被广泛应用,比如美式橄榄球头盔、病床、鞋垫、假肢等

9

保护大个子的涂层

从地面腾空飞起,到在外太空执行探险任务,经历空间探索的设备都将面临多种极端环境的考验。

发射起重机还必须防止火箭排出的灼热废气的侵蚀,此外还有来自海洋的盐雾腐蚀。

1970年代,戈达德太空飞行中心的研究人员发现含有锌粉和硅酸钾的涂层能有效防止腐蚀。

这种涂料以硅酸钾为基料, 其独特之处在于, 只需涂一道底漆, 且因为是水基涂料, 无毒、不燃, 附着在钢材上, 在30分钟内即形成坚硬的陶瓷表面。

它被迅速用于保护桥梁主梁、管道、石油钻塔、船坞、航标等,甚至被用于美军坦克。

不过它著名的事迹应该是在1980年代中期,自由女神像身上被涂了852升这种涂料。

8

心血管疾病预防

自1960年代中期开始,NASA的喷气推进实验室(JPL)就在不断改进视频成像技术,让空间探测的数据能够转化成更生动的高清图像。

加州理工将其授予了私营的国际医疗技术有限公司,其首席工程师罗伯特·塞茨尔也曾是JPL的研究员,后来就诞生了一款软件:ArterioVision。

结合超声技术检测颈动脉,ArterioVision让医生看出传统检测查不出来的症状,从而建议病人改善生活方式避免心血管相关疾病。

7

让更多人听见声音

1977年,亚当·吉塞亚,一位在NASA肯尼迪航天中心工作的航天工程师,由于听力受损,他对传统的模拟助听器的弊端了如指掌:它们只是将放大的声音导入耳朵,声音很不清楚。

新一代儿童人工耳蜗装置


他基于所掌握的NASA先进技术,如电子传感系统、遥测术和声音、震动传感技术,设计了一套新的方案改进传统的电子耳蜗技术,使用数字脉冲刺激听觉神经末端,令信号传到大脑。

根据美国食品及药物管理局的统计,共有21万9千名病患植入了这种耳蜗。它能帮助先天性耳聋的人听到声音,因疾病或外伤导致听力受损的人也因此受益。

6

革新我们的眼镜片

玻璃制成的眼镜片不仅重,而且一旦遭遇撞击就会碎成小颗粒,对佩戴者造成伤害。

由于这个原因,美国食品及药品管理局于1972年规定所有的眼镜片都必须通过防摔测试,制造商不得不开始使用耐用塑料开始制造镜片。

但是塑料有一个致命缺陷:容易被划伤。

这时,艾姆斯研究中心的科学家泰德·威迪文登场了。在为太空飞船设计净水系统时,他将一层很薄的塑料膜涂在了过滤器上,效果意外地好,基于他的理念,NASA继续将这个方法发展成了用在宇航员头盔面窗上的耐磨涂层。

1983年,太阳镜制造商福斯特—格兰特将这项技术用于商业制造。

今天,大多数美国在售的塑料镜片比传统镜片耐用10倍。

5

修复被污染的环境

宇宙飞船发射的画面虽然壮美,但是它留给地球的也有很多的“不美好”。

火箭发射台和周围的区域将会留下很多化学废料。

其中一种化合物三氯乙烯的危害尤其巨大。在航天事业展开的早期,这种废料曾被掩埋处理,但是实际上它并不会自动挥发。

物理方法不管用,NASA的科学家们开始思考如何使用化学技术将它分解。

最终,科学家杰奎琳·奎恩和凯特琳·布鲁克斯·罗夫特林发明了一种溶液,能将三氯乙烯分解成无害的副产品。

她们的这项发明获得了2005年NASA的发明奖,并且很快应用到了商业领域,化工和石油公司购买溶液处理有毒害的废料。

到2010年,它应用广泛,成为了NASA授权最广的技术。

4

治疗糖尿病

糖尿病人要感谢火星海盗号飞船的研究人员。

如果要进行星际航行,必须密切监控宇航员的健康状况。

戈达德飞行中心的研究人员的研究成果用在了Ⅰ型糖尿病(胰岛素依赖型糖尿病)的治疗中。

初代胰岛素泵

新一代电子胰岛素泵

病人身上植入装置监控血糖水平,一旦需要,就发射信号注射胰岛素。

3

灾难救生

1994年,NASA与技术公司Hi-Shear Technology Corporation合作开发救生剪,用于紧急救援。

这种设备的原理跟飞船脱离助推器差不多,反应发生规模更小。

新型工具成本低、更轻便、噪音更少,比起传统的液压设备能更迅速地将受困的人救出。

1995年俄克拉荷马州的爆炸袭击和2001年“9·11”恐怖袭击的救援行动中就运用了这种救生剪刀。

2

检测癌症

如果能有机会看一眼哈勃太空望远镜的内部构造,肯定能发现很多不认识的高科技传感器和线路。

其中在地球上运用最广的莫过于CCD图像传感器,能将光信号转变成电信号,经外部采样放大及模数转换电路转换成数字图像信号。

感谢哈勃从太空传来的美图

1997年,NASA为哈勃望远镜研制了一种“超敏感”的CCD装置,后来LORAD Corporation继续开发思路,将这项技术用于女性乳腺癌的检测。

比起活组织检查等传统方式,CCD技术可以定点看到身体部位的细节。

这让医生能更准确地对可能患有乳腺癌的患者进行检查。

1

滤水器

还记得马特·达蒙在《火星救援》里差点把自己炸死的场景吗?

他在运用化学知识制造水。

星际旅行计划的第一步就是让宇航员喝到纯净的水,这样他们才能活着进行星际探险。

虽然眼前还不能把宇航员送去火星,但是NASA早在1970年代就开始研究净化水的装置。

科学家们与一家研究公司合作,设计出了能够有效净水的过滤器,利用碘净化水源。

近年来,他们还研制出了把人类的尿液净化成可饮用水的装置。

这些技术被广泛应用于需要净水的区域,尤其是地下水被污染的地区。

无论是在外太空,还是在我们生活的地球,水都是生命之源。

40光年之外,有3颗行星正在等待

地球人什么时候才能抵达?

这个问题可能需要更多NASA的科学家来解答

有一本书推荐给对科学怀有憧憬的读者

希望它能激起未来科学家们心中的火花

获得4位诺贝尔化学奖得主推荐

罗阿尔德·霍夫曼

1981年诺贝尔化学奖得主

如果说分子的内部运动表面上是不可见的,菲利普·鲍尔的生动叙述则让我们得以看见。分子在书里变得有生命了,也帮助我们获得生命。

达德利·赫施巴赫 

1986年诺贝尔化学奖得主

像一名现代行吟诗人,鲍尔灵巧而快乐地赞颂着分子小精灵们的魔法;它们极为活跃地产生能量、组装机器,交流着性命攸关的信息。

让-马里·莱恩

1987年诺贝尔化学奖得主

对于所有想要濡染基本的科学文化同时又想从中获得强烈愉悦的人来说,这都是一本必读之书。

哈里·克罗托

1996年诺贝尔化学奖得主

本书论及了21世纪初分子研究领域几乎所有激动人心的进展,通过这些论述,鲍尔为分子提供了一幅充满想象的个人鸟瞰图,读来既充满教益又令人愉悦。

中国科学技术大学校长为中文版作序 

万立骏

中国科学院院士、中国科学技术大学校长 

本书的特点,也是精妙之处,是从不同视角介绍了化学、生命、材料等领域的分子研究特点、研究热点和研究成果,又将分子反应、分子材料和分子体系的功能与生命现象、分子机器、分子内/间的信息传递和存储、分子计算技术融会贯通,呈现给读者一个魅力无穷、前景无限的分子世界。

英国权威科普作家菲利普·鲍尔为化学正名:“化学造就我们人类,化学创造了自然界的一切。”

7大章节让我们欣赏化学所提供的一切:

无形世界的工程师:制造分子 

生命的征象:生物分子 

承载压力:由分子而来的材料 

燃烧:分子与能量 

运动的精灵:分子马达 

传递信息:分子通信 

化学计算机:分子信息 

《分子》

(英国)菲利普·鲍尔  著

ISBN: 9787544765473

定价:32.00

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本期编辑:维酱

内容编译自http://science.howstuffworks.com



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