오리건 주립대학교 공과대학 연구원들은 미생물 성장에 대한 중력의 영향을 조사하기 위한 흥미로운 국립 과학 재단 프로젝트에 NASA와 협력하고 있습니다. Dorthe Wildenschild와 Tala Navab-Daneshmand는 물 분포가 불규칙한 습한 흙과 암석에서 생물막의 발달을 관찰하기 위해 표본을 국제 우주 정거장에 보내는 525,000달러 규모의 임무에 착수했습니다.
그들의 연구는 지하수 복원, 수처리, 토양 및 농업 과학을 포함하여 지구상의 다양한 응용 분야에 중요한 의미를 담고 있습니다. 또한, 이는 생물막으로 인한 임플란트와 같은 기계 및 의료 장치의 오염을 밝힐 수 있습니다.
Wildenschild는 다공성 매질의 생물막 발달에 대한 이해를 강화하면 우주 비행 중 엔지니어링 시스템과 인간 건강에 영향을 미치는 변경된 미생물 행동에 대한 이해도 향상될 수 있다고 강조합니다. 결과적으로, 이 연구 벤처는 중력 연구를 넘어 광범위한 의미를 갖습니다.
연구원들은 2025년 늦여름까지 우주 왕복선을 이용해 샘플을 우주 정거장으로 보낼 계획입니다. 또한 이 과정에 우주 비행사를 참여시켜 오레곤 주립 대학에서 실시간 커뮤니케이션과 STEM 지원 행사를 가능하게 하는 것을 목표로 하고 있습니다.
이 프로젝트의 초점 중 하나는 미생물 성장에서 모세관 현상과 중력 사이의 복잡한 관계를 탐구하는 것입니다. 표면 장력에 의해 발생하는 모세관 현상은 좁은 공간이나 다공성 물질에서 액체가 자발적으로 상승하거나 하강하는 현상으로 나타납니다.
연구팀은 생물막 성장과 기공 공간의 XNUMX차원 구조 형성에서 모세관 현상의 역할을 밝히고자 합니다. 지구에서는 중력을 비활성화하는 것이 불가능하므로 샘플을 우주로 보내는 것은 모세관 현상의 영향을 분리할 수 있는 기회를 제공합니다.
Wildenschild는 “우주에서 중력을 제거하면 중력과 모세관 현상 사이의 상호 작용과 이러한 힘이 생물막 성장과 구조에 미치는 영향을 이해할 수 있게 될 것입니다.”라고 설명합니다. “샘플이 지구로 돌아오면 microCT 스캔을 통해 3D 물체를 탐색하여 중력 유무에 관계없이 성장한 생물막을 비교할 수 있습니다. 이러한 스캔은 시청자에게 물체 사이를 날아다니는 듯한 느낌을 선사할 것입니다.”
연구자들은 또한 흐름 영역(모세관, 중력, 점성력 사이의 상호 작용)을 기반으로 발달할 생물막의 유형을 예측하는 데 열중하고 있습니다. 그들은 점도를 조작하고 중력 의존적 환경과 무중력 환경 모두에서 성장 패턴을 분석하여 생물막 형성에서 중력과 모세관 현상의 역할을 식별할 수 있습니다.
자주묻는 질문
모세관 현상이란 무엇입니까?
모세관 현상은 표면 장력으로 인해 액체가 좁은 공간이나 다공성 물질에서 자발적으로 상승하거나 하강하는 현상입니다.
우주에서의 미생물 성장이 왜 중요한가요?
미세 중력 환경에서 미생물 성장을 이해하면 변경된 미생물 행동과 우주 탐사 임무 중 엔지니어링 시스템 및 인간 건강에 미치는 영향에 대한 통찰력을 얻는 데 도움이 될 수 있습니다.
이 연구의 실제 적용 가능성은 무엇입니까?
이번 연구는 지하수 정화, 수처리, 토양 및 농업 과학, 기계 및 의료 기기의 오염 방지 등 다양한 분야에 시사점을 가질 수 있습니다.
국제 우주 정거장에서는 샘플을 어떻게 연구하나요?
샘플은 우주 정거장의 우주비행사에 의해 검사될 예정이며, 이들의 작업은 오레곤 주립 대학의 STEM 지원 행사의 일환으로 실시간으로 전달될 것입니다.
점도는 미생물 성장에 어떤 역할을 합니까?
점도는 유체의 흐름 저항에 영향을 미치며 생물막의 성장 패턴에 영향을 미칠 수 있습니다. 점도를 조작하고 다양한 중력 조건에서의 성장을 비교함으로써 연구자들은 중력과 모세관 현상이 생물막 형성에 미치는 영향을 이해할 수 있습니다.