如果好几天没刷浴室,水龙头底部常会出现一圈红色的黏液。这种让人厌烦的红色污渍,其实源自一种常见的细菌——粘质沙雷氏菌。但在苏格兰格拉斯哥大学的实验室里,科学家并没有把它冲进下水道,而是计划把它送上太空,用它来解决航天领域一个棘手的难题:辐射监测。在太空环境中,辐射是宇航员面临的最大威胁之一。目前的监测手段通常依赖电子设备,需要电池供电,还得有人去判读复杂的数据。一旦设备故障或断电,宇航员就相当于在致命的射线中“裸奔”。为了寻找一种无需电力、甚至无需维护的替代方案,吉尔斯·贝莱特博士(Dr. Gilles Bailet)把目光投向了生物界。他的团队发现了一个有趣的生物学巧合:辐射对人体的伤害机制,与对细菌色素的破坏机制惊人地相似。辐射之所以致癌,是因为高能粒子打断了人体细胞的DNA链条;而对于粘质沙雷氏菌来说,辐射会打断它体内的色素分子结构。简单来说,辐射越强,细菌的色素就被破坏得越严重,颜色也就越淡。这意味着,细菌颜色的深浅,可以直接反映辐射剂量的大小。基于这个原理,科学家联合设计师凯蒂·塔宾(Katie Tubbing),开发出了一种特殊的“生物织物”。研究人员先利用生物工程手段培养出不同颜色的细菌(包括红、黄、粉、蓝、橙等),待细菌死亡后,保留其稳定的保护性色素。接着,利用3D打印技术,将这些色素按照特定的层次和图案注入织物纤维中。这就制造出了一种可视化的“辐射试纸”。这种织物对辐射非常敏感,且反应可预测。当暴露在辐射下时,织物表层的染料会率先褪色,露出底层的另一种颜色。宇航员不需要携带任何电子仪器,只要看一眼身上的衣服:如果原本红色的袖口变成了黄色,或者衣服上原本看不见的花纹显现了出来,就说明遭受的辐射剂量已经达到了警戒线,必须立即采取防护措施。这种完全被动的物理反应,消除了电子元件失效的风险。为了验证其可靠性,这项技术即将迎来实战。明年2月,第一批样品将搭载“PocketQube”微型卫星进入地球轨道。卫星上的摄像头会定期拍摄织物的照片,记录其在太空辐射环境下的颜色变化。如果测试成功,团队计划在2028年进行更进一步的挑战:把更大块的织物样本送上月球表面,在更加严酷的深空辐射环境中进行长期测试。这项技术的应用前景并不仅限于太空。在地球上,同样的原理可以用于医疗和日常防护。对于每天接触X光机和CT机的医护人员,或者正在接受放疗的病人,这种织物可以制成一次性的辐射监测服。甚至在日常生活中,它也能变成对紫外线敏感的防晒衣:当衣服颜色改变,就是在提醒你,今天的紫外线强度已经足以伤害皮肤,该涂防晒霜了。如果这块布料能在2028年顺利登陆月球,它将创造一个新的纪录:成为历史上第一件真正被当作科学仪器使用的艺术品。这恰恰证明了,实用与美感、工程与艺术之间,从来就没有不可跨越的鸿沟。一块会变色的布,一群曾经被嫌弃的细菌,以及一个连接浴室与月球的疯狂想法。这就是科学最迷人的样子:故事往往从最微小的地方开始,然后奔向星辰大海。~~~~~~图源:University of Glasgow信源:格拉斯哥大学官网相关新闻稿
