太空氣泡實驗啓動 研究早期癌症篩檢

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【大紀元2021年06月09日訊】(大紀元記者李少維編譯報導)6月3日下午,SpaceX的火箭帶著美國聖母大學(University of Notre Dame)研究組托付的一套實驗器材升空。這套器材將在國際空間站(ISS)內進行為期三周的實驗。研究人員在地面接收實驗數據開展研究。

研究負責人聖母大學航空與機械工程學教授羅騰飛(Tengfei Luo,音譯)說,這項研究得到的信息有助於改善一些類型癌症的早期篩檢效果。「在一些癌細胞密度還很低的時候,利用氣泡就可以偵測到它們。」

這是該研究組去年發表在《先進材料界面雜誌》(Advanced Materials Interfaces)上一份研究展示的成果。這份研究在含有生物分子的溶液里產生一些氣泡,發現這些氣泡能夠吸引生物分子附著到它們的表面,形成一個臨時的分子聚集島。利用這項技術可以發明出高敏感度的癌症篩檢工具,在癌細胞很少量的時候就檢測到它們的蹤跡。

這項技術需要液體裡面的氣泡停留在固體接觸面的時間越長越好,以吸引更多的生物分子。很多因素對氣泡的物理過程都會產生影響,比如引力,這影響到浮力;氣泡和固態接觸面間的作用力,也叫毛細管縮合作用力(就像沙子混合一定比例的水,可以建造堅固的沙堡的道理);氣泡表面的最小張力,即讓氣泡在液體內維持球狀的表面張力。

現在,研究人員造了這套實驗器材送到太空環境下,目的是在沒有引力干擾的情況下,更好地瞭解其它因素對氣泡物理過程的影響。

「如果氣泡膨漲得太大,就會離開固體接觸面,所以我們想知道哪些工程因素能夠讓氣泡在表面停留更久。比如接嘗試觸面不同的幾何形態,我們使用納米材料以最大化接觸面的毛細管縮合作用力,讓氣泡停留更久。我們知道(在地面環境下)浮力是阻礙泡泡漲得太大而脫離接觸面的一個重要因素。所以,現在我們在太空環境進行實驗,研究排除引力的影響後其它因素對氣泡基本物理原理的影響。」

這套器材包括四個液體單元,具有加熱裡面液體的功能,以及一個攝像機監控實驗過程,實時地把每個液體單元內的進展發給地面的研究人員。除此之外,研究組也能得到這個實驗器材內溫度、壓力、熱能系統情況等各項讀數。

羅騰飛在聖母大學發佈的新聞稿中說:「我們將把這些數據和地面環境下我們已知的氣泡動力學對比,更好地瞭解各種液體力學的影響。」 ◇

責任編輯:朱涵儒

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