月球靴竟是用奇妙的生物材料汗液和真菌研发

作者:小菜 更新时间:2024-08-09 点击数:
简介:月球靴竟是用奇妙的生物材料--汗液和真菌研发!

【菜科解读】

月球靴竟是用奇妙的生物材料汗液和真菌研发

2016年,伦敦设计师利兹乔卡约洛(Liz Ciokajlo)收到纽约现代艺术博物馆 MoMA的委托,请她重新帮忙设计月球靴。

月球靴的灵感源自美国阿波罗登月工程宇航员所穿的鞋子,看起来就像毛茸茸的雪地靴。

月球靴于1972年发射升空,当时正值月球探测任务的高潮,它是20世纪塑料时代的标志,博物馆馆长们希望能有一个全新的版本。

乔卡约洛知道,只有生物材料才能在后塑料时代发挥作用,但这位设计师也希望有个全新的目的地来帮助启发灵感。

乔卡约洛想到,我们这代人对太空旅行的痴迷不再是月球,而是火星。

而火星可以帮助她真正跳出固有的思维模式。

乔卡约洛说:火星始终是个神秘而充满想象的地方。

这些想法促使乔卡约洛研发出一种奇妙的生物材料,这种材料已经引起了建筑材料创新工程师和美国宇航局 NASA、欧洲航天局 ESA等顶级航天机构的注意。

她的最终设计是一款高挑的女性靴子,外观看起来粗糙,可以在飞船上生产,使用的材料几乎只有人类的汗液和真菌孢子,非常适合带着有限行李前往火星进行7个月太空旅行。

菌丝体有惊人的特性。

它是一种很好的循环利用材料,因为它利用基质 如锯末或农业废料来制造更多的材料,并且在合适的条件下具有几乎无限增长的潜力。

它能承受比传统混凝土更大的压力而不断裂,是一种已知的绝缘体和阻燃剂,甚至能在太空任务中提供辐射防护。

图2:火星靴的外部是由菌丝体制成的,而内部是棉麻复合菌丝体材料

为了重新设计太空靴子,乔卡约洛想用人体作为部分制造材料的来源,并最终决定使用汗液。

在太空探索中,利用排汗机制并不是新鲜事物,国际空间站目前将宇航员的尿液和汗液回收制造饮用水。

但是用其制造鞋子,则是全新理念。

乔卡约洛认为,在前往火星的长途旅行中,这可能会让宇航员感到离家更近。

月球靴竟是用奇妙的生物材料汗液和真菌研发

菌丝体在太空中的使用超越了物质创新。

在研究过程中,乔卡约洛偶然发现了一本1893年的女权主义小说,书中把火星想象成一个性别角色颠倒的星球,这就是为什么她的作品是女性靴子的原因。

这部小说促使乔卡约洛设想出一个新的社会,在那里生物材料提供了一种与我们周围环境互动的新方式。

就连靴子的名字卡斯基亚 Caskia也来自小说,它是火星上唯一一个男女地位平等的地区名称。

乔卡约洛的设计仍然处于假设状态,因为为现代艺术博物馆提交的真正靴子,以及目前正在伦敦设计博物馆展出的靴子,确实使用了菌丝体,但没有使用人类汗液,因为他们的时间实在太紧迫了。

不过,科学可以证实他们设想的可行性。

菌丝材料可以通过多种方式形成。

如果你有固体废物 如锯屑,你要为它消毒,并加入真菌,这样它就可以开始生长蔓延。

通过在温度和湿度可控的条件下孵育,白色的脉菌丝就会变得紧密,形成纤维状的固体物质。

这就是美国宇航局和欧洲航天局希望将菌丝体用于火星基地的方法。

对于火星靴来说,一种特殊类型的真菌 有500多万个物种在过滤出杂质后,会以人体汗液中稀释的营养物质为生。

还有蒙塔尔蒂所谓的湿材料,这种材料将利用模具直接包裹宇航员的脚,并通过产生汗液来维持。

在这两种方法中,真菌的生长都可以通过加热到70或80摄氏度来停止,这意味着要么在地球上使用烤箱,要么在火星或外太空将其置于高温环境中。

图3:脉菌丝统称为菌丝体,是真菌中最大的部分

欧洲航天局也同样在推进菌丝体的研究。

在与蒙塔尔蒂和乌得勒支大学合作的一个项目中,该机构正在探索真菌是否可以用于在太空中建造建筑物,比如实验室和其他设施。

从地球上发射完全成形的火星设施是相当昂贵的,负载价格在每磅10000美元左右。

在火星上采矿也存在问题,而且成本高昂。

再加上目前一直存在的如何管理太空垃圾的问题,菌丝的分解和回收能力开始显示出优势。

研究团队在10月份取得了初步成果,蒙塔尔蒂说这让人感觉非常兴奋。

月球靴竟是用奇妙的生物材料汗液和真菌研发

欧洲航天局仍在反复检查这些结果,所以现在还没有公开相关发现。

这位工程师梦想着将菌丝体与3D打印技术结合起来,甚至可以通过基因操作来获得更多的选择。

在大西洋的另一边,美国宇航局也在研究,他们的火星任务是否能在火星上建设表面结构。

美国人正在考虑在地球上生产一种带有菌丝体的柔性塑料壳,然后在火星上激活真菌促使其生长。

这样一来,一层薄膜可以在几天或几周内变成厚屋顶或厚墙。

而且,这种建筑可以是可塑型的:当它们的原料被消耗,理想温度被降低,或者菌丝被热量杀死时,真菌就会停止生长。

若需要修复,休眠的真菌就会重新活跃起来。

除了建造太空设施,菌丝体最吸引人的方面之一是,某些真菌表达黑色素的能力。

黑色素是一种生物分子,可以保护人类免受宇宙辐射的伤害。

蒙塔尔蒂和欧洲航天局将此属性作为项目的一部分进行了测试。

图4:靴子的大部分是由菌丝体构成的,而白色的鞋底则是独立形状的3D打印塑料

对许多人来说,菌丝体提供了循环经济的黄金范例。

废物可以作为菌丝体的营养来源,产生的材料具有潜在的生物可降解性,就像木头一样。

如果美国宇航局和欧洲航天局的实验成功,少量真菌孢子就可以为火星上的人类定居点提供初期支持。

从少量的孢子中,他们可以复制并找到宇航员在这颗红色星球上行走的几十种用途。

如果乔卡约洛和蒙塔尔蒂的设计有效,他们设计的鞋子也会以真菌的形式被赋予生命。

考古学家发现一隔十分寒酸的古墓,没料到竟是一代帝王墓

在扬州西北的淮泗村,有一堆的黄土堆。

它独自站着,杂草丛生,野草丛生,非常悲伤。

这是的陵墓。

2013,扬州西湖镇的房地产项目,挖掘机无意中挖出了坚硬的材料。

在那之后,发现了一个可疑坟墓的痕迹。

所以项目停止。

之后,工作人员向市政府报告,学家来到这里发现这是一座古墓。

可以说,古代墓葬甚至不是古代富民陵园的规范。

随着考古工作的进展,考古学家们发现了一个令人惊奇的事实:这座坟墓被怀疑是隋炀帝的陵墓。

此后,国家文物局派三位考古学家对遗址进行考察。

专家们最初认为墓主应该是。

考古人员发现,墓内的墓砖确实是隋唐晚期的墓葬,墓地出土墓志,题写“随故扬帝墓志”题词。

最后,隋炀帝墓正式确认。

说到杨广,你可能会想到诸如放荡、残暴和奢侈的话语。

然而,这是后人还是杨广的自我毁灭造成的?所有这些都将从过去的故事中慢慢地出现。

杨广,一个年轻人,在十四岁时被任命为晋王。

公元588年,杨广勇敢,赢得这场战役,这使赞赏杨广。

公元604年,六十四岁的隋文帝病得很重。

杨广整天护理,看着生病的父亲。

杨广很伤心。

但他已经是太子的身份了。

当然,他不能只顾伤心,而且忽视国家的事务。

杨广认为,如果他的父亲生病了,那么葬礼和王位必须得到处理,他写信给寻求帮助。

然而,当时民间流传着一个谣言:当杨广的父亲处于危险之中时,他通过了敕令,强迫他的弟弟自杀。

事实上,在杨广的权力计划中,他从来没有想过要杀死杨勇。

他只是想夺取杨勇的王位,而不是为了赢得他的生命。

在野史中也记载着,经过精心筹划,杨广和杨素派军队控制仁寿宫门的出口,命令没有人进出。

同时,他下令逮捕柳述和元岩,要他们交出新制定的法令并将其撕毁。

在那之后,宫廷里的宣化淑女、宫廷男子和宦官被逐出仁寿宫。

就这样,隋文帝死了。

后来,杨广伪造了诏书,以的名义杀死了杨勇,一个接一个地杀死了杨勇的十个儿子。

杨广杀了他的父亲并杀死了他的兄弟后,他终于登上了王位。

历史被称为:隋炀帝。

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地球与月球:相辅相成的宇宙共生体

在浩瀚宇宙中,地球与月球这对相距38.4万千米的天体,以独特的方式演绎着相辅相成的共生关系。

从地质演化到气候调节,从生物节律到空间探索,月球的存在深刻塑造了地球的生态特征与文明进程,而地球的引力场与磁场又为月球的演化提供了稳定框架。

这种跨越45亿年的协同进化,构成了太阳系中最具启示性的天体互动范例。

一、引力交互:塑造地球生态的隐形之手月球对地球的引力作用堪称地球生态系统的"无形建筑师"。

根据NASA喷气推进实验室的精确测量,月球引力引发的潮汐力使地球海洋每天经历两次涨落,潮差幅度最高可达13米(如加拿大芬迪湾)。

这种周期性运动不仅塑造了海岸线地貌,更深刻影响着海洋生态系统的物质循环——潮间带生物通过潮汐获取食物与氧气,珊瑚礁借助潮汐水流进行营养交换。

在地质层面,月球引力引发的地球自转减速效应具有深远影响。

地球自转速度每世纪减缓约1.7毫秒,这种变化虽微小却持续累积。

地质记录显示,40亿年前地球自转周期仅6小时,而月球的存在使这一数值逐渐稳定至24小时。

这种变化直接影响了地球的板块运动模式,使得洋中脊扩张速率与俯冲带活动强度形成动态平衡,维持着地球磁场的持续生成。

月球引力场对地球大气层的扰动作用同样不可忽视。

通过激光雷达观测发现,月球引力可引发大气电离层电子密度出现周期性波动,这种"气潮"效应影响着无线电通信质量。

更值得关注的是,月球引力对地球磁场的影响机制:当月球轨道偏心率达到0.0679时(约每18.6年周期),地球磁层顶位置会发生显著偏移,这种变化可能影响极光活动强度与空间天气事件的发生频率。

二、气候调节:月球周期与地球节律的协同月球轨道参数对地球气候的影响存在多尺度特征。

在千年尺度上,米兰科维奇循环理论揭示了月球引力作用下的地球轨道偏心率、黄赤交角变化如何驱动冰期-间冰期转换。

当月球轨道偏心率达到极值时,地球接收的太阳辐射分布出现显著差异,这种变化通过冰川反馈机制引发全球气候突变。

在年际尺度上,月球相位与季风系统存在微妙关联。

印度季风区的降水强度与月球朔望周期呈现0.3的相关性,这种关联可能源于月球引力对海洋-大气相互作用的影响。

当新月与满月期间,海洋热盐环流强度出现0.5%的周期性变化,这种变化可能通过厄尔尼诺-南方涛动(ENSO)系统影响全球气候。

月球周期对生物圈的影响更具启示性。

珊瑚礁年轮记录显示,生物钙化速率与月球周期存在14.76天的共振周期,这种生物钟机制使珊瑚能够精确预测潮汐变化。

更令人惊奇的是,人类睡眠周期中的褪黑素分泌节律与月球朔望周期存在0.08的相位滞后,这种跨物种的节律同步现象暗示着月球引力可能通过地磁场作用于生物体。

三、地质演化:月球起源与地球板块运动的耦合大碰撞假说为理解地月关系提供了关键框架。

根据阿波罗计划带回的月球岩石样本分析,月球玄武岩的氧同位素组成与地球地幔完全一致,这种"基因"相似性支持了火星大小天体撞击地球形成月球的假说。

撞击产生的能量相当于1亿亿吨TNT当量,形成的岩屑环在引力作用下聚集成月球,这一过程同时改变了地球的自转轴倾角与板块运动模式。

月球的存在对地球板块运动具有稳定作用。

数值模拟显示,若失去月球引力,地球自转轴倾角将在0-85之间剧烈摆动,这种混沌运动将导致极端气候事件频发。

月球引力场通过潮汐摩擦消耗地球自转动能,使自转轴倾角稳定在23.51.3范围内,这种稳定性为生命演化提供了必要条件。

月球对地球内部结构的影响存在深层机制。

地震层析成像揭示,月球引力引发的潮汐力使地幔对流速度降低3%,这种变化影响了地核热对流模式。

月球的潮汐锁定效应使地球自转产生的科里奥利力方向保持稳定,这种稳定性对板块运动边界的形成与演化具有关键作用。

四、空间探索:月球基地与地球未来的共生关系月球作为深空探测的战略支点,其资源开发对地球可持续发展具有战略意义。

月球南极-艾特肯盆地存在约66亿吨水冰资源,这些水冰经电解可生产氧气与氢气,不仅能满足月球基地生命维持需求,还可作为深空探测的推进剂。

根据NASA的"阿尔忒弥斯计划",到2030年将建立可持续运行的月球科研站,这标志着人类首次在地球外天体建立永久性设施。

月球资源开发对地球能源结构转型具有潜在影响。

月球土壤中富含的氦-3是核聚变反应的理想燃料,100吨氦-3即可满足全球一年能源需求。

中国嫦娥五号带回的月球样品分析显示,月壤中氦-3含量高达20ppb,这种清洁能源的开发将彻底改变地球能源格局。

月球基地建设将推动空间技术革命。

月球低重力环境(1/6g)为材料科学提供了独特实验平台,3D打印技术在月壤利用方面已取得突破,可实现就地取材建造栖息地。

月球轨道空间望远镜阵列的部署将使人类对宇宙暗物质、暗能量的研究取得突破性进展,这种科学发现将反哺地球物理学与天文学的发展。

五、文明启示:地月关系对人类未来的昭示地月系统为人类文明提供了独特的时空坐标系。

月球周期作为最古老的天文历法,深刻影响了人类文化的形成。

从玛雅历法到中国农历,从伊斯兰历到犹太历,不同文明均将月球周期作为时间划分的基础。

这种天文历法不仅指导农业生产,更塑造了人类社会的宗教信仰与艺术创作。

月球作为地球的"太空实验室",为人类认知宇宙提供了天然平台。

月球无大气层的环境使天体观测不受大气湍流影响,阿波罗17号任务拍摄的"蓝色弹珠"照片改变了人类对地球的认知。

月球基地的建设将推动人类开展地外生存实验,这种经验积累对未来火星殖民具有直接参考价值。

地月关系揭示了文明发展的辩证法则。

月球对地球的潮汐作用既带来自然灾害,也创造了生态机遇;月球资源的开发既可能缓解地球资源危机,也可能引发新的地缘政治冲突。

这种双重性提示人类在追求科技进步的同时,必须建立可持续发展的伦理框架。

结语地球与月球的共生关系构成了宇宙中最精妙的协同进化范例。

月球作为地球的"时空标尺",通过引力作用塑造着地球的生态节律;作为"能量纽带",通过资源开发推动着地球的文明跃迁;作为"文明镜鉴",通过空间探索启示着人类的未来方向。

这种相辅相成的关系不仅体现了自然法则的精妙,更昭示着文明发展的辩证法则:在危机中孕育机遇,在限制中创造可能。

当我们仰望星空时,看到的不仅是两个天体的永恒舞蹈,更是宇宙智慧给予人类的最深刻启示。

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