[發(fā)明專利]適用于微重力環(huán)境的材料微生物腐蝕試驗裝置

在審

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• 申請日: 2018-11-23
• 公開（公告）號: CN109337797A
• 公開（公告）日: 2019-02-15
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張文德;印紅;徐侃彥;馬玲玲;趙一夔;趙彪;張秦;黨磊;陳昊
• 申請（專利權(quán)）人: 航天神舟生物科技集團有限公司
• 主分類號: C12M1/00
• 分類號: C12M1/00
• 代理公司: 北京同輝知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11357
• 代理人: 顏呈燕;廖娜

本發(fā)明公開了適用于微重力環(huán)境的材料微生物腐蝕試驗裝置，包括培養(yǎng)池、培養(yǎng)組件、導(dǎo)液管和儲液袋，所述培養(yǎng)池包括培養(yǎng)池外殼和培養(yǎng)池上蓋，所述培養(yǎng)組件設(shè)置在所述培養(yǎng)池內(nèi)，所述培養(yǎng)組件包括排列形成“三明治”式結(jié)構(gòu)的供給層、受試微生物、受試材料層和儲液層；所述供給層和所述儲液層之間設(shè)有導(dǎo)液層并通過所述導(dǎo)液層連接；所述儲液層通過所述導(dǎo)液管連接所述儲液袋，所述儲液袋內(nèi)裝有所述受試微生物生長所需的營養(yǎng)物質(zhì)，所述導(dǎo)液管上設(shè)有蠕動泵，所述儲液層、所述供給層和所述導(dǎo)液層由親水材料組成，所述儲液層的厚度大于所述導(dǎo)液層的厚度，所述導(dǎo)液層的厚度大于所述供給層的厚度。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于空間技術(shù)試驗的領(lǐng)域，具體涉及適用于微重力環(huán)境的材料微生物腐蝕試驗裝置。

背景技術(shù)

目前，空間載人密閉環(huán)境條件下，滋生的細菌和真菌等微生物能在密閉艙室內(nèi)的金屬或合金材料器件、高分子復(fù)合材料、無機非金屬等電路板和儀表盤以及宇航服裝等材料上形成微生物膜，它們的生長繁殖和代謝會腐蝕這些材料，產(chǎn)生微生物腐蝕問題，這會嚴重威脅空間站的長期在軌運行安全。因此，開展空間條件下的材料微生物腐蝕行為的研究具有重要意義。

地面常用的材料微生物腐蝕試驗基本包括上清液腐蝕法、液體培養(yǎng)法和固體培養(yǎng)基法。這些試驗方法在空間環(huán)境中進行將面臨一系列困難，特別是源于空間微重力條件引起的流體物理行為變化。在微重力下，由重力引起的對流、沉降、靜水壓皆趨于消失，氣-液界面形式也發(fā)生了改變。由此帶來的一個重要影響是物質(zhì)傳輸條件發(fā)生重大變化，在沒有較大溫差的情況下，微生物新陳代謝所需要的物質(zhì)交換過程將主要靠擴散來完成。同時由于氣-液界面一般會以球面形式隨機出現(xiàn)在任何位置，因此會產(chǎn)生微生物因接觸不到培養(yǎng)液而得不到正常的物質(zhì)交換。

有鑒于此，特提出本發(fā)明。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種適用于微重力環(huán)境的材料微生物腐蝕試驗裝置，以實現(xiàn)微重力條件下材料表面微生物生長所需的水分或營養(yǎng)物質(zhì)等供給，并通過供給與否，根據(jù)試驗需要在合適時間激活微生物萌發(fā)，由此實現(xiàn)材料微生物腐蝕試驗可控啟動。解決了微生物因接觸不到培養(yǎng)液而得不到正常物質(zhì)交換的問題。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供的適用于微重力環(huán)境的材料微生物腐蝕試驗裝置，包括培養(yǎng)池、培養(yǎng)組件、導(dǎo)液管和儲液袋，所述培養(yǎng)池包括培養(yǎng)池外殼和培養(yǎng)池上蓋，所述培養(yǎng)組件設(shè)置在所述培養(yǎng)池內(nèi)，所述培養(yǎng)組件包括排列形成“三明治”式結(jié)構(gòu)的供給層、受試微生物、受試材料層和儲液層；所述供給層和所述儲液層之間設(shè)有導(dǎo)液層并通過所述導(dǎo)液層連接；所述儲液層通過所述導(dǎo)液管連接所述儲液袋，所述導(dǎo)液管上設(shè)有泵。

優(yōu)選地，所述受試材料層由聚合物材料、金屬材料或陶瓷材料組成。

優(yōu)選地，所述儲液層、所述供給層和所述導(dǎo)液層由親水材料組成。

優(yōu)選地，所述儲液層、所述供給層和所述導(dǎo)液層由脫脂棉紗布、天然纖維或碳纖維布無塵布中的一種或多種組成。

優(yōu)選地，所述供給層為單層脫脂棉紗布，所述單層脫脂棉紗布的紗支密度設(shè)計為20’S×10’S。

優(yōu)選地，所述受試微生物為曲霉屬、青霉屬、枝孢霉屬、鐮刀菌屬、葡萄球菌屬、棒狀桿菌屬、芽孢桿菌屬、微球菌屬和/或假單胞菌屬。

優(yōu)選地，所述儲液層的厚度大于所述導(dǎo)液層的厚度，所述導(dǎo)液層的厚度大于所述供給層的厚度。

優(yōu)選地，所述儲液袋內(nèi)裝有所述受試微生物生長所需的營養(yǎng)物質(zhì)。

優(yōu)選地，所述泵為蠕動泵。

本發(fā)明提供的適用于微重力環(huán)境的材料微生物腐蝕試驗裝置，具有如下有益效果：

1、本發(fā)明的儲液層、供給層和導(dǎo)液層基于親水材料的毛細作用力將微生物生長所需的水或營養(yǎng)物質(zhì)等均勻輸送到材料表面，實現(xiàn)微重力條件下材料表面微生物生長所需的水、營養(yǎng)物質(zhì)等供給；