科学家们是如何控制太空生物膜

麻省理工学院的研究人员将与科罗拉多大学博尔德分校的同事合作，进行一项实验，该实验计划于11月2日发送到国际空间站(ISS)。该实验正在寻找解决内表面生物膜形成的方法。空间站。这些难以杀死的细菌或真菌群落会导致设备故障，并使宇航员生病。麻省理工新闻社要求机械工程教授克里帕·瓦拉纳西(Kripa Varanasi)和博士生萨曼莎·麦克布莱德(Samantha McBride)描述计划中的实验及其目标。

问：首先，请告诉我们有关本研究旨在解决的问题。

瓦拉纳西：生物膜在空间站的表面上生长，这最初令我感到惊讶。他们为什么会在太空中成长?但这可能会危及关键设备(宇航服，水循环利用装置，散热器，导航窗等)的问题，并且还可能导致人类疾病。因此，需要对其进行理解和表征，特别是对于长时间的太空任务。

在Mir和Skylab等早期的太空站任务中，有宇航员在太空中生病。我不知道我们是否可以肯定地说这是由于这些生物膜造成的，但我们确实知道由于生物膜的生长而导致设备故障，例如阀门堵塞。

过去有研究表明，生物膜实际上在空间中的生长和积累比在地球上要多，这令人惊讶。它们变厚;他们有不同的形式。该项目的目的是研究生物膜如何在太空中生长。他们为什么得到所有这些不同的形态?从本质上讲，这是由于没有重力和其他驱动力，例如对流。

我们还想考虑补救方法。您如何解决这个问题?在我们目前与UC Boulder的Luis Zea的合作中，我们正在研究存在和不存在重力的情况下，工程膜上生物膜的生长情况。我们为使这些生物膜生长在不同的表面上，并应用了在本实验室中开发的一些技术，包括液体浸渍表面[LIS]和超疏水纳米纹理化表面，我们研究了生物膜如何在其上生长。我们发现，经过一年的实验，在地球上，LIS表面确实表现出色：与许多其他现有技术的基材相比，没有生物膜的生长。

问：那么您将在ISS上进行的这项新实验中寻找什么?

麦克布赖德：有迹象表明，细菌实际上可能会增加太空中的毒力，因此宇航员更容易生病。这很有趣，因为通常当您想到细菌时，您会想到的东西是如此之小，以至于重力不应该起那么大的作用。

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