书城工业不可思议的新材料
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第59章 太空材料

新型太空材料有着很大的市场

近几十年来,美国、前苏联和中国为将来在太空建立材料生产厂进行了大量实验,也取得了丰硕的研究成果。比如:我国在1987年和1988年发射的两颗返回式卫星,成功地在太空失重条件下进行了材料晶体生长和材料加工实验。特别是在空间材料加工炉中进行的半导体砷化镓单晶体的制备,获得了结构上完整、化学组分比例均匀且无杂质条纹的砷化镓晶体。在1990年10月5日发射的另一颗返回式卫星上,又进行了砷化镓的生长试验。

我国的中学生在太空材料加工方面也进行了举世闻名的实验,为祖国争得了荣誉。1991年1月下旬,美国的“发现”号航天飞机搭载的两项由我国中学生设计的太空科学实验都取得了圆满成功,其中一项由原沈阳107中学田春亮同学设计的装置就是太空材料熔炼实验装置,该装置使伍德合金(一种由铋达50%的铋铅锡镉合金,熔点只有70℃)和石蜡在失重状态下实现了液态熔合,证明失重状态与地面有重力条件下的实验结果截然不同。

1991年1月美国还在“发现”号上进行多种失重状态下制取材料的实验,如“玻璃溶液中气泡的分布”“铅锡合金的熔化和凝固”“低熔点材料的混合”等试验。1992年1月22日,美国“发现”号再次升空,施放了一个国际微重力(所谓微重力状态通常就是指失重状态)太空实验站,进行了由13个国家200名科学家参与的14项重大材料试验和33项生命科学试验。

1992年6月,美国“哥伦比亚”号航天飞机发射升空后,也在进行材料科学和生命科学研究,为将来人类在太空进行材料生产和加工积累科学资料。前苏联在太空材料实验方面投入了更大的力量。

从1988年,前苏联和现在的俄罗斯还发射了“光子”系列卫星,用来研究太空工艺技术.这种卫星上装有各种工艺设备,例如“区域熔炼”装置就是其中之一,这种装置慢慢下降,由于处于失重状态下,在磁场中的钨并不随着下降,而是悬浮在空中。这时,用激光或电子束射向钨块,使钨加热直到熔化,只见钨块由圆柱体状态变成了一个液体小球,并发出耀眼的光辉,宛如悬在空中的一个小太阳。当电子束停止对钨照射后,钨自行冷却形成一种太空新产品——球形单晶钨。这种球非常圆,比滚珠还要圆,这是在钨成液体时它的内聚力和表面张力所起的神奇作用。这和小朋友吹出的肥皂泡必定是圆的道理是一样的。而且这种球形单晶钨比用坩埚熔炼后得到的单晶钨纯度高得多,因为它熔化后不接触任何坩埚一类的容器,不会受外来材料的污染。

此外,在太空可以用电泳法提取在地面上无法提取的疫苗和干扰素,从而有可能找到新的预防疾病和治疗疾病的药品。

我国古代神话中,有一个太上老君在天上为玉皇大帝和王母娘娘等众神仙用八卦炉炼长生不老丹的故事,这当然是一种幻想。但今后,我们地球人到天上去生产在地面上无法生产的特殊药品,使人延年益寿则是完全可能的。比如,有一种叫骨胶原的物质,可用于人造皮肤或人造膜治疗烧伤病人,也可以用于心血管手术和整形手术,但骨胶原通常要从人体组织中提取,然后复制,而在地面上复制骨胶原极为困难,因为有重力作用,它的蛋白质纤维容易固化,使骨胶原形成不均匀的组织。在太空失重条件下,由于重力极微弱,因此很容易制造出质量极好的骨胶原。美国的巴蒂尔实验室据说正在进行骨胶原的太空生产实验。他们预计,在太空制取的骨胶原因为质量优良,其价值可达到每磅10万~100万美元。

科学家们在太空取得大量实验资料后,将在太空建造“材料和药品生产基地”,这个基地将是“太空城”的一部分。现在,美国已开始设计规模庞大的太空城。到21世纪,太空城将有可供上万人居住的住宅。到那时,太空材料生产和制药工业的规模将与日俱增,许多地面上难以生产的疫苗,在地面上难以提纯的人体细胞和蛋白、蛋白质等等都有可能生产出来。到那时,地球上一些得了不治之症,甚至宣判为“不久人世”的人,也可能从太空制药厂取来“灵丹妙药”,使之起死回生。