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天上的事儿,原来就在我们身边

2022-12-28奇异大叔

小学生时代 2022年11期
关键词:航天服体温计气垫

□奇异大叔

同学们说起太空飞船、星际旅行呐,肯定都特别来劲儿,想想那里得有多少“高大上”的科学技术呀,瞬间跨越难以想象的遥远空间距离,在极端恶劣的太空环境中打造舒适的人类家园……科学家和航天员们创造了一个又一个奇迹,他们在天上看的、穿的、用的、吃的,还不都得是科幻片里才有的奇妙玩意儿!啧啧,普通人恐怕一辈子都没有机会摸一摸吧。

可别这么想!其实,你以为遥不可及的天上的事儿,已经有很多就在我们身边啦。你知道吗?航天技术不仅用于探索宇宙,生活中的很多方面都能找到它们的影儿呢,甚至有的航天技术成果都已经被我们吃进嘴里啦。不信?来瞧瞧吧。

冻干蔬果

对,就是那种脆脆香香,吃起来又有新鲜蔬果风味的小零食,什么冻干草莓、冻干猕猴桃、冻干秋葵……嘎吱嘎吱,简直好吃到停不下来。什么,没吃过?那你肯定吃过方便面,方便面包装里有脱水蔬菜包,里面看起来皱巴巴的小菜干,只需将其泡进热水里,稍等片刻即可食用,营养和风味都还挺不错呢。

你问大叔这和天上的事儿有什么关系?哈哈,前面说的冻干蔬果、脱水蔬菜包最初就是为载人航天任务而发明的。航天员有时需要在太空驻留很多天,他们得吃点儿蔬菜来补充维生素,可新鲜蔬菜在太空中很难保存,怎么办?在20 世纪的阿波罗登月计划中,美国国家航空航天局发明了冷冻脱水蔬菜技术。他们通过低温加工和快速干燥,几乎能去除蔬菜中全部的水分,并将其重量降低20%,同时还能保留98%的营养成分。冻干处理后的蔬菜能在太空中长期储存,为航天员提供必要的维生素,为人类探索宇宙立下了大大的功劳。而今,这种当年天上的高科技已经在地面上四处开花,除了大家吃不腻的冻干蔬果,还有很多对物质活性要求较高的药物和疫苗等,都是用冻干技术制作而成的。

美味又富有营养的冻干蔬果

“尿不湿”

哈哈,这个你肯定熟悉,小时候谁都没少用。对于一些行动不方便的成年人,“尿不湿”在很多时候也是其生活的必需品。

你知道吗,“尿不湿”曾是专门为解决航天员现实生理需求的“最机智”的科技产品。在“尿不湿”问世之前,婴儿只能用吸水性不强的纸尿片,需经常更换。麻烦不说,一不留神还会因长时间濡湿皮肤导致疾病。航天员们也不例外,严丝合缝不方便穿脱的航天服和特殊的工作环境,总会让他们遇到内急无法排尿的尴尬场面。

比如,1961 年,第一个进入太空的人类——苏联航天员加加林在要进入发射舱前突感尿急,只好通过航天服里的管子向外排尿。同年,在推迟发射的飞船里,美国第一位航天员谢泼德也遭遇了尿急的问题,指挥官命令他尿在航天服里。

直到20 世纪80 年代,美国国家航空航天局的华人工程师唐鑫源领导的团队,发明了具有强力吸水性能的航天员专用纸尿裤,才避免了这些尴尬场面的出现。唐鑫源博士发明了吸水能力可以达到自身重量的40~60 倍的新材料,再加上单向渗漏的表面包覆,用它们做成的特殊装置就成了航天员们解决排尿难题的“法宝”。这天上的尴尬事儿地上也总是有啊,“尿不湿”的市场需求潜力巨大,很快,航天员的专属品就成了家长们的“心头爱”,有了它,就再也不用担心孩子会尿湿裤子啦。

气垫鞋

现在,同学们穿的运动鞋大多数是带气垫的吧,气垫运动鞋穿着更舒适,跑跳更有弹性,它采用的是来源于上个世纪阿波罗登月计划中航天服的制作技术呢。

当时,科学家为了制造一个完整并且厚度均匀、能耐受很大压力的航天服内胆,发明了把一团耐压软材料加热软化,放在一个模具中,然后再向这个模具中吹入高压气体的方法,这种方法叫做“中空吹塑成型”技术。1977 年,一位曾就职于美国国家航空航天局的工程师突发奇想,发现利用“中空吹塑成型”技术来制作带气垫的鞋底,能使鞋底受力更加均匀,缓震性能更良好。经过实践,运动鞋制造商发现这种工艺可以快速高效地制造出前所未有的气垫鞋,哇,穿着体验很棒哦!大家都喜欢的事儿那就赶紧推广喽,很快,气垫鞋便普及开来,成为各品牌运动鞋的“标配”和运动爱好者的“刚需”。

红外体温计

新冠肺炎疫情让同学们对非接触的红外体温计再熟悉不过,无论是学校、住宅小区门口的保安叔叔的手持测温计,还是商场、超市门口的探测器,都能感应到人体的红外热辐射,“嘀”一声,再一句“体温正常”,大家就可以放心进入啦。

你一定很难想象,距离动辄以光年(1 光年约等于9.46 万亿千米)计的遥远恒星的探测技术,竟然会和体温测量技术联系起来。红外体温计的技术正是来源于红外线恒星温度测量技术。上世纪八九十年代,科学家用探测恒星温度的方法发明了将探测头放入耳朵就可以量体温的红外耳温计,它可以测量病人耳膜发出的热辐射,这和测量恒星和行星温度的方式基本相同。从测量耳温到测量额温、测量手腕温度,甚至人体通过的瞬间就测出准确体温,红外体温计越来越灵敏、便捷,相比之下,测量耗时、读数麻烦的传统水银体温计实在是应该淘汰啦。

新冠肺炎疫情期间,学生经过红外体温检测,确认体温正常后进入校园

现在,红外温度测量技术应用非常广泛,除了体温测量,在生产领域,各种新奇的红外测温设备,正在日夜监测着无数机械、电气系统的温度,为确保系统的正常运行发挥着不可或缺的作用。

抗划痕镜片

不知道同学们注意到没有,现在大家戴的眼镜绝大多数镜片都是防碎耐划的。大叔小时候可没这好事儿,眼镜要是不小心掉到地上,镜片没准就碎成了小片片。哪怕只是倒着放在桌面上,都有可能把镜片磨花,别提有多惨了!那是因为在抗划痕镜片被发明之前,镜片主要是由研磨和抛光的玻璃制成。玻璃嘛,可不就是易碎、容易伤人。怎么办呢?1972 年,美国食品和药物管理局要求太阳镜和处方镜片必须是防碎的。没办法,镜片制造商就用上了更耐用的合成材料,可合成材料镜片又很容易出现划痕,这就还得靠“天上的办法”来解决这地面的问题啦。

此后不久,美国国家航空航天局在研究航天器的水净化系统时,用特殊方法在一个过滤器上涂了一层塑料薄膜,它使物体的外表面变得异常坚硬,利用这一方法,科学家开发了一种用于航天服头盔面罩的耐磨涂层。1983 年,美国一家太阳镜制造商也开始在眼镜镜片上使用这种耐磨涂层,受到了人们的普遍欢迎。这种镜片制造技术很快得到推广,在眼镜片、光学设备、头盔面罩、显示屏等领域广泛应用。

记忆泡沫

你知道记忆泡沫吗,它是一种可以在不使用时恢复原本状态的特殊材料,生活中最常见的应用包括枕头、床垫、汽车座椅、头盔填充物等,它们又软又弹,用起来可舒服啦。在医疗领域,医生可以通过调整记忆泡沫,帮助病人减少身体特定部位的压力;还可以将记忆泡沫应用到假肢中,让它看起来和摸起来都很像皮肤,还能减少假肢和关节之间的摩擦……是不是很神奇?

记忆泡沫最初是为航天器座椅而设计的,在该材料被发明之前,工程师们意识到,航天器着陆过程中会产生巨大的冲击力,要是座椅过于坚硬,会对航天员的身体造成严重损害。另外,航天员需要乘坐专门设计定制的座椅,而他们的形体会随着训练和外界环境的不同而产生变化,但普通座椅调节范围有限。解决方案就是记忆泡沫,它可以适应航天员的形体,然后在不使用时恢复原来的状态;它能有效减轻着陆过程中的冲击力,即使被压缩到1/10 大小,也能恢复到原来的形状。

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