□奇異大叔
同學(xué)們說起太空飛船、星際旅行吶,肯定都特別來勁兒,想想那里得有多少“高大上”的科學(xué)技術(shù)呀,瞬間跨越難以想象的遙遠空間距離,在極端惡劣的太空環(huán)境中打造舒適的人類家園……科學(xué)家和航天員們創(chuàng)造了一個又一個奇跡,他們在天上看的、穿的、用的、吃的,還不都得是科幻片里才有的奇妙玩意兒!嘖嘖,普通人恐怕一輩子都沒有機會摸一摸吧。
可別這么想!其實,你以為遙不可及的天上的事兒,已經(jīng)有很多就在我們身邊啦。你知道嗎?航天技術(shù)不僅用于探索宇宙,生活中的很多方面都能找到它們的影兒呢,甚至有的航天技術(shù)成果都已經(jīng)被我們吃進嘴里啦。不信?來瞧瞧吧。
對,就是那種脆脆香香,吃起來又有新鮮蔬果風(fēng)味的小零食,什么凍干草莓、凍干獼猴桃、凍干秋葵……嘎吱嘎吱,簡直好吃到停不下來。什么,沒吃過?那你肯定吃過方便面,方便面包裝里有脫水蔬菜包,里面看起來皺巴巴的小菜干,只需將其泡進熱水里,稍等片刻即可食用,營養(yǎng)和風(fēng)味都還挺不錯呢。
你問大叔這和天上的事兒有什么關(guān)系?哈哈,前面說的凍干蔬果、脫水蔬菜包最初就是為載人航天任務(wù)而發(fā)明的。航天員有時需要在太空駐留很多天,他們得吃點兒蔬菜來補充維生素,可新鮮蔬菜在太空中很難保存,怎么辦?在20 世紀的阿波羅登月計劃中,美國國家航空航天局發(fā)明了冷凍脫水蔬菜技術(shù)。他們通過低溫加工和快速干燥,幾乎能去除蔬菜中全部的水分,并將其重量降低20%,同時還能保留98%的營養(yǎng)成分。凍干處理后的蔬菜能在太空中長期儲存,為航天員提供必要的維生素,為人類探索宇宙立下了大大的功勞。而今,這種當年天上的高科技已經(jīng)在地面上四處開花,除了大家吃不膩的凍干蔬果,還有很多對物質(zhì)活性要求較高的藥物和疫苗等,都是用凍干技術(shù)制作而成的。
美味又富有營養(yǎng)的凍干蔬果
哈哈,這個你肯定熟悉,小時候誰都沒少用。對于一些行動不方便的成年人,“尿不濕”在很多時候也是其生活的必需品。
你知道嗎,“尿不濕”曾是專門為解決航天員現(xiàn)實生理需求的“最機智”的科技產(chǎn)品。在“尿不濕”問世之前,嬰兒只能用吸水性不強的紙尿片,需經(jīng)常更換。麻煩不說,一不留神還會因長時間濡濕皮膚導(dǎo)致疾病。航天員們也不例外,嚴絲合縫不方便穿脫的航天服和特殊的工作環(huán)境,總會讓他們遇到內(nèi)急無法排尿的尷尬場面。
比如,1961 年,第一個進入太空的人類——蘇聯(lián)航天員加加林在要進入發(fā)射艙前突感尿急,只好通過航天服里的管子向外排尿。同年,在推遲發(fā)射的飛船里,美國第一位航天員謝潑德也遭遇了尿急的問題,指揮官命令他尿在航天服里。
直到20 世紀80 年代,美國國家航空航天局的華人工程師唐鑫源領(lǐng)導(dǎo)的團隊,發(fā)明了具有強力吸水性能的航天員專用紙尿褲,才避免了這些尷尬場面的出現(xiàn)。唐鑫源博士發(fā)明了吸水能力可以達到自身重量的40~60 倍的新材料,再加上單向滲漏的表面包覆,用它們做成的特殊裝置就成了航天員們解決排尿難題的“法寶”。這天上的尷尬事兒地上也總是有啊,“尿不濕”的市場需求潛力巨大,很快,航天員的專屬品就成了家長們的“心頭愛”,有了它,就再也不用擔(dān)心孩子會尿濕褲子啦。
現(xiàn)在,同學(xué)們穿的運動鞋大多數(shù)是帶氣墊的吧,氣墊運動鞋穿著更舒適,跑跳更有彈性,它采用的是來源于上個世紀阿波羅登月計劃中航天服的制作技術(shù)呢。
當時,科學(xué)家為了制造一個完整并且厚度均勻、能耐受很大壓力的航天服內(nèi)膽,發(fā)明了把一團耐壓軟材料加熱軟化,放在一個模具中,然后再向這個模具中吹入高壓氣體的方法,這種方法叫做“中空吹塑成型”技術(shù)。1977 年,一位曾就職于美國國家航空航天局的工程師突發(fā)奇想,發(fā)現(xiàn)利用“中空吹塑成型”技術(shù)來制作帶氣墊的鞋底,能使鞋底受力更加均勻,緩震性能更良好。經(jīng)過實踐,運動鞋制造商發(fā)現(xiàn)這種工藝可以快速高效地制造出前所未有的氣墊鞋,哇,穿著體驗很棒哦!大家都喜歡的事兒那就趕緊推廣嘍,很快,氣墊鞋便普及開來,成為各品牌運動鞋的“標配”和運動愛好者的“剛需”。
新冠肺炎疫情讓同學(xué)們對非接觸的紅外體溫計再熟悉不過,無論是學(xué)校、住宅小區(qū)門口的保安叔叔的手持測溫計,還是商場、超市門口的探測器,都能感應(yīng)到人體的紅外熱輻射,“嘀”一聲,再一句“體溫正?!?,大家就可以放心進入啦。
你一定很難想象,距離動輒以光年(1 光年約等于9.46 萬億千米)計的遙遠恒星的探測技術(shù),竟然會和體溫測量技術(shù)聯(lián)系起來。紅外體溫計的技術(shù)正是來源于紅外線恒星溫度測量技術(shù)。上世紀八九十年代,科學(xué)家用探測恒星溫度的方法發(fā)明了將探測頭放入耳朵就可以量體溫的紅外耳溫計,它可以測量病人耳膜發(fā)出的熱輻射,這和測量恒星和行星溫度的方式基本相同。從測量耳溫到測量額溫、測量手腕溫度,甚至人體通過的瞬間就測出準確體溫,紅外體溫計越來越靈敏、便捷,相比之下,測量耗時、讀數(shù)麻煩的傳統(tǒng)水銀體溫計實在是應(yīng)該淘汰啦。
新冠肺炎疫情期間,學(xué)生經(jīng)過紅外體溫檢測,確認體溫正常后進入校園
現(xiàn)在,紅外溫度測量技術(shù)應(yīng)用非常廣泛,除了體溫測量,在生產(chǎn)領(lǐng)域,各種新奇的紅外測溫設(shè)備,正在日夜監(jiān)測著無數(shù)機械、電氣系統(tǒng)的溫度,為確保系統(tǒng)的正常運行發(fā)揮著不可或缺的作用。
不知道同學(xué)們注意到?jīng)]有,現(xiàn)在大家戴的眼鏡絕大多數(shù)鏡片都是防碎耐劃的。大叔小時候可沒這好事兒,眼鏡要是不小心掉到地上,鏡片沒準就碎成了小片片。哪怕只是倒著放在桌面上,都有可能把鏡片磨花,別提有多慘了!那是因為在抗劃痕鏡片被發(fā)明之前,鏡片主要是由研磨和拋光的玻璃制成。玻璃嘛,可不就是易碎、容易傷人。怎么辦呢?1972 年,美國食品和藥物管理局要求太陽鏡和處方鏡片必須是防碎的。沒辦法,鏡片制造商就用上了更耐用的合成材料,可合成材料鏡片又很容易出現(xiàn)劃痕,這就還得靠“天上的辦法”來解決這地面的問題啦。
此后不久,美國國家航空航天局在研究航天器的水凈化系統(tǒng)時,用特殊方法在一個過濾器上涂了一層塑料薄膜,它使物體的外表面變得異常堅硬,利用這一方法,科學(xué)家開發(fā)了一種用于航天服頭盔面罩的耐磨涂層。1983 年,美國一家太陽鏡制造商也開始在眼鏡鏡片上使用這種耐磨涂層,受到了人們的普遍歡迎。這種鏡片制造技術(shù)很快得到推廣,在眼鏡片、光學(xué)設(shè)備、頭盔面罩、顯示屏等領(lǐng)域廣泛應(yīng)用。
你知道記憶泡沫嗎,它是一種可以在不使用時恢復(fù)原本狀態(tài)的特殊材料,生活中最常見的應(yīng)用包括枕頭、床墊、汽車座椅、頭盔填充物等,它們又軟又彈,用起來可舒服啦。在醫(yī)療領(lǐng)域,醫(yī)生可以通過調(diào)整記憶泡沫,幫助病人減少身體特定部位的壓力;還可以將記憶泡沫應(yīng)用到假肢中,讓它看起來和摸起來都很像皮膚,還能減少假肢和關(guān)節(jié)之間的摩擦……是不是很神奇?
記憶泡沫最初是為航天器座椅而設(shè)計的,在該材料被發(fā)明之前,工程師們意識到,航天器著陸過程中會產(chǎn)生巨大的沖擊力,要是座椅過于堅硬,會對航天員的身體造成嚴重損害。另外,航天員需要乘坐專門設(shè)計定制的座椅,而他們的形體會隨著訓(xùn)練和外界環(huán)境的不同而產(chǎn)生變化,但普通座椅調(diào)節(jié)范圍有限。解決方案就是記憶泡沫,它可以適應(yīng)航天員的形體,然后在不使用時恢復(fù)原來的狀態(tài);它能有效減輕著陸過程中的沖擊力,即使被壓縮到1/10 大小,也能恢復(fù)到原來的形狀。