航天技術應用于監(jiān)測管道腐蝕

Trusty, Not Rusty, Pipelines Owe A Debt to Space

管道的生物腐蝕

荷蘭一家開展土壤污染問題研究的企業(yè)與歐空局（ESA）合作開發(fā)一種用于太空探索的基于細菌的空氣過濾器的相關研究也為開發(fā)防止地下鋼鐵管道腐蝕的新方法打下了基礎。

在此之前，尋找腐蝕的管道無異于大海撈針。面對成千上萬千米的管道，企業(yè)不得不派出檢查人員進行現(xiàn)場檢查，并期望能夠盡快找出問題所在?，F(xiàn)在，利用起源于航天的技術，企業(yè)可以通過識別受到導致腐蝕的細菌污染的土壤，來檢查受腐蝕的管道，以便及時對這些薄弱環(huán)節(jié)進行處理。

為確保國際空間站中空氣的安全性，ESA與荷蘭一家專注于解決土壤污染問題的企業(yè)——Bioclear公司開展了合作，以創(chuàng)建一個生物空氣過濾器。Bioclear公司的首席執(zhí)行官Sytze Keuning解釋說：“航天器是一個獨立、密閉的系統(tǒng)，其中存在許多污染物，因此，隨著時間的推移，航天器中的污染物會逐步累積，對宇航員的身體造成威脅?！睘榱私鉀Q這個問題，Bioclear公司的研究人員基于使用微生物技術去除土壤中污染的經驗，利用細菌創(chuàng)造了一個可將污染物降解為二氧化碳和水的系統(tǒng)。該系統(tǒng)可在航天器中重復使用，就好像自然界的一個生態(tài)系統(tǒng)。

然而，這也帶來了一種新的潛在風險。倘若，生物空氣過濾器除了繁殖“好的”細菌外，也開始滋生“壞”的細菌，那該怎么辦？為了解決這一問題，ESA和Bioclear公司決定開發(fā)一種預警方法，當過濾器中存在有害細菌時，可以在病原體開始生長的早期階段向宇航員發(fā)出提醒和警告。Bioclear公司的研究人員進行了DNA分析并創(chuàng)建了病原體核酸的人造鏈，然后將人造鏈浸入到熒光化合物中染色。例如，將人造鏈染成藍色，如果人造鏈與病原體接觸，就會與病原體的核酸相互作用纏繞，在顯微鏡下，這些病原體就會呈現(xiàn)出藍色。該技術開發(fā)成功之時，研究人員就已經考慮將該方法在其它領域應用。他們迫切希望該方法的優(yōu)點能夠在太空環(huán)境中獲得驗證。ESA也希望將該項技術應用在地球上。荷蘭技術轉移項目、荷蘭國家基金和ESA的技術轉移項目為Bioclear公司提供了支持，對該項技術在地球上應用的可行性進行了評估。現(xiàn)在，Bioclear公司已將相同的技術應用于地球上的不同領域，如用于清理被污染的土壤等。此外，在與ESA的合作結束后，Bioclear公司仍持續(xù)對他們開發(fā)的DNA鑒定技術進行了改進。

通過微生物分析技術，Bioclear公司可以識別出水或土壤中的細菌威脅，還可以評估威脅的情況，適合多種商業(yè)應用，如追蹤飲用水的衛(wèi)生問題、監(jiān)測污染土壤中的污染物降解細菌等。而“生物腐蝕”是該技術最大的市場。

金屬的腐蝕是一個化學過程，但其中40%～50%的腐蝕是由某些細菌所激發(fā)的。通過分析水或土壤的樣本，Bioclear公司可以確定對金屬的腐蝕性風險程度，對于防止停泊在港口中的船舶等物體發(fā)生腐蝕來說，其具有重要的意義。但是，Bioclear公司最大的生物侵蝕市場之一是管道市場。地下管道埋藏在不同的土壤中，如果事前能夠確定某種土壤中的細菌可能會加速金屬的腐蝕，管道維護企業(yè)就可以根據情況調整巡檢的頻率了。

2015年，Bioclear公司成立了Bioclear微生物分析公司，致力于DNA鑒定技術的進一步開發(fā)和推廣應用。

ESA的Marc Heppener說：“在ESA看來，與Bioclear公司的合作是令人滿意的，我們共同投資研發(fā)了對于航天和地球應用都有益的技術?！盉ioclear公司也對其與ESA的合作感到高興，因為這項技術的轉移使該公司在荷蘭贏得了新的商機，創(chuàng)造了新的就業(yè)崗位。

(唐 甜)

▲ Bioclear公司的測試套裝