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　　生物技術(shù)實(shí)驗(yàn)柜

　　問(wèn)天實(shí)驗(yàn)艙的主要任務(wù)是進(jìn)行生命科學(xué)和生物技術(shù)研究。它搭載的兩個(gè)太空生命科學(xué)實(shí)驗(yàn)柜分別是生命生態(tài)實(shí)驗(yàn)柜和生物技術(shù)實(shí)驗(yàn)柜，都出自中國(guó)科學(xué)院上海技術(shù)物理研究所的科研人員之手。

　　其中，生命生態(tài)實(shí)驗(yàn)柜的主要目的是開(kāi)展以生物個(gè)體(包括植物、動(dòng)物等)為對(duì)象的微重力效應(yīng)和空間輻射效應(yīng)研究，以及空間生態(tài)生命支持系統(tǒng)基礎(chǔ)研究。

　　生物技術(shù)實(shí)驗(yàn)柜包括細(xì)胞組織實(shí)驗(yàn)?zāi)K、細(xì)胞組織檢測(cè)與調(diào)控模塊、蛋白質(zhì)結(jié)晶與分析模塊以及專用實(shí)驗(yàn)?zāi)K。它們將分別開(kāi)展以生物組織、細(xì)胞和生化分子等不同層次多類別生物樣品為對(duì)象的細(xì)胞培養(yǎng)和組織構(gòu)建，以及分子生物制造、空間蛋白質(zhì)結(jié)晶和分析等空間生物技術(shù)及應(yīng)用研究，并給蛋白與核酸共起源、空間生物力學(xué)等提供接口，在創(chuàng)新的生物材料、藥物和醫(yī)療技術(shù)等方面取得突破性發(fā)現(xiàn)、獲取全新的認(rèn)知，為指導(dǎo)和促進(jìn)地面農(nóng)業(yè)、醫(yī)藥、環(huán)境生物技術(shù)研究和發(fā)展發(fā)揮積極作用。

　　微米級(jí)科學(xué)手套箱

　　作為一項(xiàng)重要的科學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)施，由中國(guó)科學(xué)院沈陽(yáng)自動(dòng)化研究所研制的科學(xué)手套箱也隨問(wèn)天實(shí)驗(yàn)艙發(fā)射升空。

　　科學(xué)手套箱的設(shè)計(jì)統(tǒng)籌了生命科學(xué)、生物技術(shù)、航天醫(yī)學(xué)、材料科學(xué)等學(xué)科需求，為空間科學(xué)實(shí)驗(yàn)提供密閉潔凈的操作空間。其溫度、濕度、光照、風(fēng)速可控，還特別配置了靈巧的機(jī)械臂系統(tǒng)和可以進(jìn)行顯微細(xì)胞操作的微操作系統(tǒng)。

　　科學(xué)手套箱的應(yīng)用范圍包括空間基礎(chǔ)生物學(xué)研究、空間生命科學(xué)的前沿和交叉研究、空間生物技術(shù)和應(yīng)用研究、空間輻射生物學(xué)研究及空間生態(tài)生命支持系統(tǒng)基礎(chǔ)性研究等。

　　南開(kāi)大學(xué)人工智能學(xué)院趙新教授研究團(tuán)隊(duì)的孫明竹、秦巖丁兩位老師參與了科學(xué)手套箱中微操作手臂、微操作末端工具的研制及細(xì)胞操作軟件的開(kāi)發(fā)。科學(xué)手套箱支持各類科學(xué)實(shí)驗(yàn)樣品的隔離密閉和精細(xì)操作，其中微操作手臂的操作精度優(yōu)于5微米，可完成多種微米級(jí)細(xì)胞操作。

　　三溫區(qū)“航天冰箱”

　　問(wèn)天實(shí)驗(yàn)艙還配備了被稱為“航天冰箱”的低溫存儲(chǔ)裝置。該裝置在不到0.5平方米的狹小空間內(nèi)，高密度集成-80℃、-20℃、+4℃三種典型存儲(chǔ)溫度，可滿足生物、試劑、材料等樣品不同低溫存儲(chǔ)條件，為開(kāi)展長(zhǎng)期空間實(shí)驗(yàn)提供保障。

　　江蘇山由帝奧節(jié)能新材股份有限公司提供的真空絕熱板應(yīng)用于問(wèn)天實(shí)驗(yàn)艙低溫實(shí)驗(yàn)保冷設(shè)備。問(wèn)天實(shí)驗(yàn)艙要在軌12年，“航天冰箱”在長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)要持續(xù)穩(wěn)定保持在-80℃，對(duì)真空絕熱板表面材料的耐受度、內(nèi)部芯材都提出了更高要求，同時(shí)一些異形結(jié)構(gòu)真空絕熱板的制備也存在挑戰(zhàn)。

　　該公司團(tuán)隊(duì)在南航材料科學(xué)與技術(shù)學(xué)院教授陳照峰的指導(dǎo)下，對(duì)原有產(chǎn)品的制備流程和性能不斷優(yōu)化和提升，確保了真空絕熱板性能長(zhǎng)期穩(wěn)定。與傳統(tǒng)的絕熱材料相比，真空絕熱板導(dǎo)熱系數(shù)是傳統(tǒng)絕熱材料的1/6甚至更低，厚度也僅為普通材料的1/10~1/5，適用于受空間限制及保溫性能要求比較高的場(chǎng)合。

　　雙通道氣相色譜儀

　　中國(guó)科學(xué)院大連化物所微型分析儀器研究組(105組)關(guān)亞風(fēng)研究員、丁坤副研究員、耿旭輝研究員團(tuán)隊(duì)研制的雙通道氣相色譜儀作為環(huán)控生保子系統(tǒng)的重要組件，搭載問(wèn)天實(shí)驗(yàn)艙正式入軌服役。

　　空間站是一個(gè)密閉的空間，常年的人員活動(dòng)、科學(xué)實(shí)驗(yàn)會(huì)釋放揮發(fā)性有機(jī)物進(jìn)入空氣中，危害航天員的生命健康。雙通道氣相色譜儀可在線監(jiān)測(cè)空間站艙內(nèi)空氣中微量揮發(fā)性有機(jī)物的種類和濃度，判斷環(huán)境是否存在異常、空氣質(zhì)量是否符合安全標(biāo)準(zhǔn)，為航天員的生命健康提供保障。

　　此次隨問(wèn)天實(shí)驗(yàn)艙入軌服役的是大連化物所為空間站研制的第二套氣相色譜儀。第一套氣相色譜儀已于2021年4月29日搭載天和核心艙入軌正式服役，已在軌運(yùn)行1年以上，保障了我國(guó)載人空間站飛行試驗(yàn)任務(wù)的順利開(kāi)展。