新型化學(xué)材料論文

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新型化學(xué)材料論文范文第1篇

【關(guān)鍵詞】公共選修課;化學(xué)與社會(huì);教學(xué)

為了適應(yīng)社會(huì)高速發(fā)展的需要,實(shí)施創(chuàng)新型教育,培養(yǎng)創(chuàng)新型人才已成為我國21世紀(jì)教育的必然趨勢。獨(dú)立學(xué)院作為一種全新的高等教育辦學(xué)機(jī)制與人才培養(yǎng)模式,主要以就業(yè)為導(dǎo)向,注重應(yīng)用人才的培養(yǎng)?！痘瘜W(xué)與社會(huì)》課程是高校面向非化學(xué)化工類學(xué)生開設(shè)的一門自然科學(xué)選修課,應(yīng)該擔(dān)負(fù)起培養(yǎng)應(yīng)用創(chuàng)新型人才的任務(wù)。隨著時(shí)代的發(fā)展,社會(huì)對高等教育有了更高的要求,同時(shí)也給予了高等教育更多的機(jī)會(huì)。教育改革在經(jīng)歷了知識教育、能力教育之后,如今的素質(zhì)教育成為最主要的內(nèi)容,其核心在于加強(qiáng)科研與教學(xué)的緊密結(jié)合,大力提倡和促進(jìn)學(xué)生自主學(xué)習(xí),培養(yǎng)具有創(chuàng)新意識和創(chuàng)造能力的新型人才。為了實(shí)現(xiàn)這個(gè)目標(biāo),今年作者所在的長安大學(xué)興華學(xué)院開設(shè)了多門公共選修課,其中包括《化學(xué)與社會(huì)》。本論文通過分析現(xiàn)代社會(huì)科技發(fā)展的形勢,闡明現(xiàn)代社會(huì)獨(dú)立學(xué)院開設(shè)《化學(xué)與社會(huì)》公共選修課的必要性;同時(shí)結(jié)合本人講授《化學(xué)與社會(huì)》過程中的體會(huì),探討了如何在獨(dú)立學(xué)院提高公共選修課《化學(xué)與社會(huì)》的教學(xué)效果,并呼吁應(yīng)加強(qiáng)三本學(xué)生自然科學(xué)素質(zhì)的培養(yǎng)。

一、獨(dú)立學(xué)院開設(shè)《化學(xué)與社會(huì)》公共選修課的必要性

公共選修課是提高學(xué)生綜合素質(zhì)的有益選擇。我國現(xiàn)行的專業(yè)《人才培養(yǎng)方案》大多偏重對學(xué)生本專業(yè)的學(xué)習(xí)要求,而對學(xué)生在其他學(xué)科領(lǐng)域的知識掌握以及素質(zhì)修養(yǎng)則鞭長莫及。公共選修課在幫助學(xué)生完善其他學(xué)科領(lǐng)域的知識和提高素質(zhì)修養(yǎng)方面大有可為。獨(dú)立學(xué)院的人才培養(yǎng)目標(biāo)定位為應(yīng)用復(fù)合型。公共選修課是高校實(shí)現(xiàn)培養(yǎng)寬口徑、厚基礎(chǔ)的應(yīng)用復(fù)合型人才的重要且必須的課程結(jié)構(gòu)模塊,是獨(dú)立學(xué)院因時(shí)制宜地因材施教、實(shí)現(xiàn)人才培養(yǎng)目標(biāo)的必不可少的環(huán)節(jié)[1]。且公共選修課作為高校教學(xué)體系的重要組成部分,在優(yōu)化學(xué)生的知識結(jié)構(gòu),拓寬學(xué)生的知識面,增強(qiáng)學(xué)生各個(gè)方面的適應(yīng)能力,培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,體現(xiàn)因材施教原則,提高學(xué)生的文化品位、審美情趣、人文素養(yǎng)和科學(xué)素質(zhì)等方面發(fā)揮著重要作用,公共選修課的開設(shè),使學(xué)生可以不拘于專業(yè)和年級的限制,自主選擇自己喜歡的課程和主講教師,這一方面為開闊學(xué)生視野、豐富學(xué)生知識素養(yǎng)創(chuàng)造了條件,另一方面也有利于提高授課教師、尤其是青年教師的教學(xué)能力和水平[2]。

隨著現(xiàn)代社會(huì)科技的不斷發(fā)展,化學(xué)這一古老而又現(xiàn)代的科學(xué)越來越受到人們的重視,并滲透到了環(huán)境保護(hù)、新材料、醫(yī)療衛(wèi)生等各個(gè)領(lǐng)域。對于現(xiàn)代社會(huì)來說,離開化學(xué)科學(xué)是不可想象的。但是,相對于化學(xué)在現(xiàn)代社會(huì)中的重要作用,化學(xué)知識的普及遠(yuǎn)遠(yuǎn)的落后了[3]。相反,由于各種傳播媒體無意或有意的宣傳,在大眾的心中,化學(xué)卻越來越多的與一些負(fù)面影響相聯(lián)系,例如環(huán)境污染、能源消耗等等。固然,化學(xué)作為一門傳統(tǒng)科學(xué),必須正視這些已經(jīng)存在并不斷發(fā)展的問題。但同時(shí)我們也必須認(rèn)識到科學(xué)發(fā)展是人類社會(huì)進(jìn)步的必由之道,只有通過科學(xué)的發(fā)展我們才能消除經(jīng)濟(jì)發(fā)展所帶來的一些負(fù)面影響。因此,我們有必要開設(shè)這樣一門課程,向大學(xué)生普及化學(xué)知識,使其全面客觀的認(rèn)識化學(xué)對人類文明和社會(huì)發(fā)展不可替代的作用,以及如何通過化學(xué)科學(xué)的進(jìn)步來解決人類目前所面臨的種種問題,隨著我國獨(dú)立學(xué)院數(shù)量的增加,獨(dú)立學(xué)院亦如此。通過《化學(xué)與社會(huì)》這門課程的學(xué)習(xí)能“大大開闊視野,豐富生活情趣,充分認(rèn)識化學(xué)與人人有關(guān),衣食住用樣樣離不開化學(xué),生活中處處有化學(xué),時(shí)時(shí)為化學(xué)提供實(shí)用的機(jī)會(huì)。同時(shí)本課程的學(xué)習(xí)對提高人的素質(zhì),改善生活質(zhì)量,增強(qiáng)人體健康、保護(hù)生態(tài)環(huán)境,推動(dòng)社會(huì)的進(jìn)步也大有幫助。本課程的特征是知識性、科學(xué)性、實(shí)用性、新穎性的統(tǒng)一。

二、《化學(xué)與社會(huì)》公共選修課的主要內(nèi)容

公共選修課《化學(xué)與社會(huì)》開設(shè)對象是全校性不分專業(yè)不分年級的三類本科大學(xué)生,考慮到三類本科學(xué)生的特點(diǎn),內(nèi)容的安排要以必需和夠用為度,不求理論的系統(tǒng)性。課程內(nèi)容不宜涉及到過于專業(yè)的化學(xué)知識,而應(yīng)結(jié)合學(xué)校整體教學(xué)規(guī)劃和選課學(xué)生的專業(yè)特點(diǎn)擬訂合適的教學(xué)內(nèi)容。在課程內(nèi)容的選擇上,筆者力求與社會(huì)發(fā)展同步,不斷補(bǔ)充最新最前沿的科技成果,重點(diǎn)講述有關(guān)化學(xué)發(fā)展和應(yīng)用現(xiàn)狀及存在的問題,而不再遵循以往教科書按章節(jié)進(jìn)行教學(xué),筆者按照化學(xué)與社會(huì)的關(guān)系,在有限的教學(xué)時(shí)間內(nèi),將課程分為5個(gè)部分,分別講述了化學(xué)與能源、環(huán)境、日常生活、材料、計(jì)算機(jī)科學(xué)的關(guān)系。課程所涉及對象從全球變暖、資源消耗和環(huán)境污染等大的方面,到空氣、食品、能源等日常生活中賴以生存的用品,以具體而有趣的實(shí)例討論化學(xué)在社會(huì)中所起到的關(guān)鍵作用。通過本課程的學(xué)習(xí),學(xué)生普遍反映良好,在擴(kuò)大了學(xué)生知識面的同時(shí)還增加了許多日常生活經(jīng)驗(yàn)常識,尤為重要的是為非化學(xué)專業(yè)的同學(xué)打開了一扇了解化學(xué)世界的窗口[4]。

三、如何針對學(xué)生特點(diǎn)提高《化學(xué)與社會(huì)》公共選修課的教學(xué)效果

1.設(shè)置具有科學(xué)性、趣味性、新穎性、先進(jìn)性和適用性的課程內(nèi)容

為三本學(xué)生講化學(xué),重要的是要引起他們對化學(xué)的興趣,并讓他們真正學(xué)到有關(guān)的化學(xué)實(shí)際應(yīng)用的知識,同時(shí)要注意到其在中學(xué)時(shí)的化學(xué)基礎(chǔ)。所以講授的基點(diǎn)不是放在大量的化學(xué)分子式、化學(xué)反應(yīng)式、化學(xué)原理上,而是從化學(xué)角度來討論一些社會(huì)問題,更多的是大量素材的歸納和實(shí)際應(yīng)用知識,讓學(xué)生“認(rèn)識”化學(xué),理解化學(xué)和我們?nèi)粘Ｉ?、國家?jīng)濟(jì)建設(shè)、保護(hù)環(huán)境、增強(qiáng)人民體質(zhì)的關(guān)系等。所以,設(shè)置具有科學(xué)性、趣味性、新穎性、先進(jìn)性和適用性的課程內(nèi)容是提高教學(xué)效果的首要途徑。例如:(1)我們在講化學(xué)能源部分,首先從最近的油價(jià)上漲開始,向?qū)W生介紹了人類利用能源的歷史,尤其是煤炭、石油等傳統(tǒng)能源開采利用的歷史;然后介紹了世界當(dāng)前能源危機(jī)產(chǎn)生的原因以及化學(xué)在緩解這一危機(jī)中所做的努力,其中不但講解了電池的發(fā)明和應(yīng)用,還包括了最新的生物柴油技術(shù)和擴(kuò)展的燃料電池技術(shù),以及混合動(dòng)力汽車、氫燃料電池、太陽能電池等最新的科研成果;最后對未來的能源開發(fā)進(jìn)行了展望,其中更詳細(xì)探究了核能與礦物能之間的比較,并引入了2008年北京奧運(yùn)的氫能源汽車。(2)在講化學(xué)材料時(shí),我們講到了“神七”太空漫步時(shí)穿的太空服的特殊化學(xué)合成耐高溫材料芳綸1313。(3)在講化學(xué)與日常生活時(shí),在講述“化學(xué)元素周期表"的基礎(chǔ)上,介紹元素在生物體中的含量、微量元素的主要功能;然后討論微量元素與人體健康的關(guān)系,著重介紹微量元素與某些地方病如克山病、甲狀腺腫、氟中毒營養(yǎng)飲食與鍵康的關(guān)系,并結(jié)合有關(guān)當(dāng)前學(xué)生營養(yǎng)、體質(zhì)狀況的調(diào)查材料以及飲食與某些地方病的關(guān)系,引導(dǎo)學(xué)生要正確樹立平衡營養(yǎng)觀念;就學(xué)生所關(guān)心的問題介紹了皮膚的結(jié)構(gòu)、護(hù)膚品中常用原料的化學(xué)成分、護(hù)膚品中有毒成分以及防曬的基本知識;結(jié)合日常生活講解了日用洗滌劑的種類、去污原理,引導(dǎo)學(xué)生正確認(rèn)識洗滌劑與環(huán)境、人類健康的關(guān)系;同時(shí)還講了“三鹿奶粉”事件中添加的三聚氰胺的化學(xué)檢測法,西安市場出現(xiàn)的硫磺生姜事件中硫磺生姜的危害與辨別以及硫磺熏制食品時(shí)發(fā)生的一系列化學(xué)變化等。

2.利用不同課程教學(xué)形式來提高教學(xué)效果

開設(shè)化學(xué)與社會(huì)選修課,其目的是擴(kuò)大學(xué)生的知識面、增加學(xué)生的知識積累,培養(yǎng)學(xué)生的能力。為使學(xué)生能更好地利用已有的化學(xué)知識,對當(dāng)前社會(huì)的焦點(diǎn)問題有更清楚的了解,化學(xué)與社會(huì)選修課在教學(xué)形式上要體現(xiàn)靈活性:

第一,以專題講座為主,采用多媒體系統(tǒng)進(jìn)行教學(xué),俗話說“百聞不如一見”,口頭和書面表達(dá)的再好也不及多媒體對信息傳遞的直觀和有效。對于《化學(xué)與社會(huì)》這種公共選修課程來說,多媒體的合理使用能起到事半功倍的效果。為此,筆者準(zhǔn)備了內(nèi)容豐富的多媒體課件,大量的圖片和圖表使得學(xué)生理解更為便捷。此外,筆者還根據(jù)課程的安排精選了多部科教影片,在課程講解完成后播放,學(xué)生看完后進(jìn)行分組討論,通過這種方式進(jìn)一步加深了學(xué)生對于課程的理解,從而增加知識的容量;

第二,擺脫傳統(tǒng)習(xí)題模式,布置思考題,引導(dǎo)學(xué)生去發(fā)現(xiàn)化學(xué)在理論和實(shí)踐方面的作用與價(jià)值,培養(yǎng)學(xué)生分析與判斷能力;

第三,鼓勵(lì)學(xué)生將自己感興趣的選題制作成PPT(PowerPoint)演示文稿,在班上作口頭交流,這種方式特別受到學(xué)生歡迎,極大地激發(fā)了他們的學(xué)習(xí)熱情和創(chuàng)造性。

3.加強(qiáng)學(xué)生的環(huán)保意識和社會(huì)責(zé)任感的培養(yǎng)

科學(xué)的發(fā)展是一柄雙刃劍,在帶給人們便利的同時(shí)也在不斷影響著周圍的環(huán)境,對于化學(xué)來說這一點(diǎn)尤為明顯。不可否認(rèn)近現(xiàn)代的化工工業(yè)的飛速發(fā)展對于環(huán)境的傷害是巨大的。保護(hù)環(huán)境人人有責(zé)。大學(xué)生在畢業(yè)后將成為社會(huì)生產(chǎn)建設(shè)的主力軍,增加他們在環(huán)保方面的知識素養(yǎng),對于提高全社會(huì)的環(huán)保意識有著重要作用。因此在本課程的教學(xué)中,應(yīng)不斷強(qiáng)化學(xué)生的環(huán)保意識。為此,課程中專門安排了“化學(xué)與環(huán)境”一節(jié),從環(huán)境污染的源頭、現(xiàn)狀、后果以及目前的應(yīng)對辦法進(jìn)行全面而細(xì)致的介紹;除此之外,在其它內(nèi)容的授課中,也需要不斷滲透環(huán)保方面的知識。

四、結(jié)論與建議

化學(xué)科學(xué)是現(xiàn)代社會(huì)科技發(fā)展的核心學(xué)科,掌握一定的化學(xué)知識對于促進(jìn)大學(xué)生知識結(jié)構(gòu)的全面健康發(fā)展有著重要的作用,也有利于提高大學(xué)生的環(huán)保意識和社會(huì)責(zé)任感。公共選修課《化學(xué)與社會(huì)》較全面的介紹化學(xué)科學(xué)的發(fā)展現(xiàn)狀與應(yīng)用情況,內(nèi)容豐富且淺顯易懂,適合全校性文理科學(xué)生擴(kuò)大知識面,對學(xué)生具有長遠(yuǎn)的現(xiàn)實(shí)意義,因此獨(dú)立學(xué)院應(yīng)該努力提高各類人員對《化學(xué)與社會(huì)》的認(rèn)識,建議有條件的獨(dú)立學(xué)院盡可能開設(shè)《化學(xué)與社會(huì)》公共選修課。

參考文獻(xiàn)

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[2]郭娟.關(guān)于高校公共選修課建設(shè)與管理的思考[J].中國電力教育,6(2009):39-40.

[3]闞春.公共選修課化學(xué)與社會(huì)的教學(xué)初探[J].科技信息.

新型化學(xué)材料論文范文第2篇

關(guān)鍵字 隧洞；挖掘機(jī)；措施

中圖分類號 U45 文獻(xiàn)標(biāo)識碼A 文章編號 1674-6708（2014）106-0108-02

隨著科技的發(fā)展，隧洞工程應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域當(dāng)中，而TBM（巖石掘進(jìn)機(jī)）目前已廣泛應(yīng)用于隧洞工程當(dāng)中，TBM作為一種新型的隧洞開挖方式，具有經(jīng)濟(jì)、快捷、安全的優(yōu)點(diǎn)。在應(yīng)用中的過程中也體現(xiàn)出了一些缺點(diǎn)，其中體現(xiàn)最為明顯的是TBM對所開隧洞的地質(zhì)條件要?dú)廨^高，所以在施工中會(huì)有塌方、隧洞變形、卡機(jī)、TBM下沉之類的問題出現(xiàn)，其中最常出現(xiàn)的問題就是卡機(jī)問題，下面就針對TBM卡機(jī)事故進(jìn)行分析并給出一些處理的措施。

1 TBM卡機(jī)事故現(xiàn)象

在深埋長輸水隧洞工程中，經(jīng)常出現(xiàn)的TBM卡機(jī)事故通常有以下幾種現(xiàn)象：

第一，卡刀盤，在隧洞的挖掘過程中國掌子面圍巖被破碎之后無法自穩(wěn)而出現(xiàn)坍塌、進(jìn)而被破碎的大連石塊、石碴就會(huì)夾雜著泥水而涌入TBM的刀盤內(nèi)，這時(shí)設(shè)備皮帶機(jī)的出碴量就會(huì)突然增加，刀盤扭矩和電機(jī)電流急劇上升，最終導(dǎo)致刀盤無法轉(zhuǎn)動(dòng)，皮帶機(jī)無法運(yùn)轉(zhuǎn)。

第二，卡前盾，在隧洞施工的過程中圍巖會(huì)發(fā)生非常大的變形，此時(shí)圍巖發(fā)生破碎的應(yīng)力就會(huì)作用在盾殼上，二者之間就會(huì)有摩擦力產(chǎn)生，這個(gè)摩擦力往往會(huì)比主推進(jìn)油缸的最大推力要大，所以掘進(jìn)機(jī)就會(huì)停止前進(jìn)，前盾卡在一個(gè)位置，在最嚴(yán)重的時(shí)候，前盾和外伸縮盾之間的連接螺栓都會(huì)出現(xiàn)斷裂。

第三，卡支撐盾，同卡前盾的原因相同，也是由于施工的過程中圍巖會(huì)發(fā)生非常大的變形之后擠壓支撐盾，掘進(jìn)機(jī)在進(jìn)行換步的時(shí)候，推油缸的壓就會(huì)不斷的增大，如果這個(gè)壓力達(dá)到了700bar（可以承受的最大極限值），此時(shí)支撐盾就無法實(shí)現(xiàn)向前移動(dòng)和換步。這中卡機(jī)事故是在深埋長輸水隧洞施工的過程中最常見的。

第四，卡尾盾，在隧洞施工的工程中圍巖會(huì)不斷受到地應(yīng)力的作用，久而久之由于持續(xù)的收斂就會(huì)產(chǎn)生變形，使尾盾產(chǎn)生擠壓而向內(nèi)收縮，管片同尾盾是緊挨在一起的，連管片的楔形塊都無法進(jìn)行安裝。如果圍巖的收斂速度越來越快，管片同圍巖就會(huì)對尾盾一起進(jìn)行擠壓，這個(gè)擠壓的力量會(huì)將尾盾夾住，最后支撐盾在執(zhí)行換步時(shí)輔推油缸的壓力就會(huì)達(dá)到極限而沒有辦法向前移動(dòng)，如果在這樣的狀況下，繼續(xù)對尾盾進(jìn)行擠壓尾盾同支撐盾之間連接的螺栓就會(huì)被拉斷，出現(xiàn)尾盾同支撐盾脫離的現(xiàn)象。

2 產(chǎn)生TBM卡機(jī)事故的原因

第一，地質(zhì)原因，在深埋長輸水隧洞進(jìn)行施工的過程中，通常都會(huì)發(fā)現(xiàn)實(shí)際的地質(zhì)狀況同預(yù)期的狀況會(huì)有一定的區(qū)別，同時(shí)還會(huì)有斷層區(qū)的出現(xiàn)，在斷層帶的位置會(huì)呈現(xiàn)出非常明顯的條帶狀負(fù)地形，這些條帶狀負(fù)地形多數(shù)的斷層與洞線之間的交角都是比較小的，甚至是接近180度，而且斷層的性質(zhì)是呈明顯的張性正斷層，也就是說破碎帶相對較寬。一部分的隧洞在斷層的影響帶內(nèi)，使得隧洞的挖掘更加困難。同時(shí)隧洞的總體走向同斷裂方向和區(qū)域巖層走向差不多是一致的，這給隧洞的穩(wěn)定性帶來了非常大的影響。

第二，地下水的原因，在深埋長輸水隧洞的地下水大部分是屬于基巖裂隙的富水區(qū)，有一少部分是屬于基巖裂隙的貧水區(qū)，地質(zhì)的巖性以及構(gòu)造對于地下水的影響是非常大的，巖體接觸帶以及張性結(jié)構(gòu)面發(fā)育地帶為地下水的出水點(diǎn)集中位置。地下水可以分成主要的三種類型，分別是構(gòu)造裂隙水、節(jié)理裂隙水和巖體接觸帶裂隙水。有一些夾層中的物質(zhì)遇到水容易發(fā)生溶解，還有一些夾層泥的結(jié)構(gòu)非常緊密，遇到地下水會(huì)膨脹，如果水壓非常大就會(huì)形成突泥。在TBM開挖上述的幾種地質(zhì)洞段的時(shí)候，圍巖的穩(wěn)定性就會(huì)降低很多，如果導(dǎo)致塌方那么刀盤就會(huì)卡在圍巖當(dāng)中，沒有辦法掘進(jìn)，而且由于巖體受地下水的影響而產(chǎn)生變形，圍巖會(huì)將護(hù)盾“抱死”，而出現(xiàn)卡機(jī)的現(xiàn)象。

第三，TBM設(shè)備本身的問題，該工程所采用的掘進(jìn)機(jī)在設(shè)計(jì)本身上有幾個(gè)缺陷，首先挖掘機(jī)的護(hù)盾后面的作業(yè)工間相對過小，這就使得超前支護(hù)在施工方面有一定的困難，而且支護(hù)在范圍上無法滿足施工方對于整個(gè)工程的要求；其次就是從同頂護(hù)盾連接的形護(hù)盾上來看，它的長度是2.4m，同頂護(hù)盾的連接橋梁是螺栓，結(jié)構(gòu)是一懸臂梁在剛度上無法滿足施工的需求，如果隧洞內(nèi)之事體積較小的巖塊塌落可以起到一些作用，如果發(fā)生的是體積較大的塌方塊體，就會(huì)出現(xiàn)整體下沉的現(xiàn)象。這時(shí)塌塊就會(huì)將整個(gè)刀盤、指形護(hù)盾、頂護(hù)盾及設(shè)備的工作平臺都掩埋起來，從而形成卡機(jī)。

3 TBM卡機(jī)處理措施

方案一，當(dāng)有卡機(jī)的現(xiàn)象出現(xiàn)后，第一時(shí)間將聚氨酯的化學(xué)材料從盾尾頂部的天窗向護(hù)盾和刀盤的上方進(jìn)行灌漿，這樣就可以使圍巖穩(wěn)定，避免塌方更加嚴(yán)重，圍巖穩(wěn)定之后再對支撐盾以及尾盾灌漿，以達(dá)到固結(jié)巖體的目的。之后經(jīng)由頂部的天窗以及設(shè)備的側(cè)窗，通過打風(fēng)鎬擴(kuò)挖這種方式來進(jìn)行人工的鑿渣，這樣做的目的是使護(hù)盾的外壁和圍巖之間有空隙，否則機(jī)器會(huì)被重物壓壞的。完成鑿掏渣之后要對輔助液壓缸的推力適當(dāng)?shù)奶岣?，如果液壓缸的推力滿足不了挖掘機(jī)施工的需求，就直接用高壓換步乃至超高壓換步，這樣可以使TBM通過破碎的圍巖地段非常快速。但是在這里需要注意的是要很好的控制超高壓換步的推力大小，如果控制不好有會(huì)壓爆管片的危險(xiǎn)，造成非常嚴(yán)重的后果。

方案二，對圍巖完成化學(xué)及水泥漿液加固之后，要第一時(shí)間在護(hù)盾的左右兩端挖減壓支洞，目的是釋放來自圍巖的壓力，這樣TBM就可以盡快的運(yùn)轉(zhuǎn)起快速通過。在這里需要注意的是，如果是在高地應(yīng)力區(qū)，那么對卡機(jī)擴(kuò)挖就必須要考慮不能直接順向開完，要采用環(huán)向均勻開挖的方式，這樣可以使受力均勻。如果所挖隧洞的地質(zhì)條件極端的惡劣，那么就只能先開一個(gè)小的導(dǎo)洞然后再進(jìn)行擴(kuò)挖，之后在對工程進(jìn)行大規(guī)模的處理。也可以利用右側(cè)的割口先挖一條到掌子面的通道，挖好之后從左邊向拱部到右邊進(jìn)行支護(hù)挖掘，盾殼上部的絕大部分通過人工擴(kuò)挖的方式，同時(shí)在下部要對盾殼和巖壁之間滲入機(jī)油，這樣可以減少摩擦阻力，最后采用單護(hù)盾的模式掘進(jìn)擺脫。

4結(jié)論

TMB卡機(jī)事故無論是對施工進(jìn)度還是成洞的質(zhì)量都會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的影響，如果不采用適當(dāng)?shù)奶幚矸椒?，沒有及時(shí)解困，挖掘機(jī)的機(jī)身長期受力，一定會(huì)變形和受損，這樣不僅會(huì)給施工方帶來重大的經(jīng)濟(jì)損失，同時(shí)對后續(xù)的工作增加了很多的困難。為此，本文針對TMB卡機(jī)事故做出了分析，給出了一些處理措施，希望可以對深埋長輸水隧洞工程有一些幫助。

參考文獻(xiàn)

新型化學(xué)材料論文范文第3篇

從海馬尾巴而來的靈感

加利福尼亞大學(xué)圣地亞哥分校的工程師們發(fā)現(xiàn)，海馬的尾巴可以壓縮至一半大小來預(yù)防因遭受傷害而帶來的永久性損傷。海馬尾巴的特有柔韌性得益于它的構(gòu)造——由骨、骨板構(gòu)成，它們相互錯(cuò)開。研究人員希望使用類似的結(jié)構(gòu)來創(chuàng)建一種具有柔韌性的由聚合肌肉組成的機(jī)械臂。這種機(jī)械臂可用于醫(yī)療救治、水下探測和無人拆彈項(xiàng)目。

“這一天然材料的研究可以衍生出一系列新型獨(dú)一的材料和結(jié)構(gòu)，這種來自大自然的靈感更強(qiáng)，更牢固，更輕也更靈活?！丙溁乩锟私淌谌绱苏f道。

麥基特里克和梅耶斯通過測試多種動(dòng)物的外殼來尋找生物靈感，包括犰狳、短吻鱷和各種魚的鱗片。這次，他們專門尋找那種韌性十足的動(dòng)物來開發(fā)機(jī)械手臂。

圣地亞哥分校雅各布學(xué)院的材料學(xué)博士生波特爾說：“尾巴是海馬的生命線，因?yàn)樗梢宰屍渖眢w固定在珊瑚或是海藻中來躲避捕食者。但沒人把海馬的尾巴和骨頭看做是護(hù)甲的靈感來源。”

大部分海馬的天敵，包括海龜、蟹和鳥類，通過碾壓制服海馬。工程師們希望看到尾巴中的骨板是否可以起到護(hù)甲的保護(hù)作用。研究人員發(fā)現(xiàn)，海馬的尾巴可以壓縮至一半大小來預(yù)防因遭受傷害而帶來的永久性損傷。這是由于尾部的骨板和尾部肌肉間的結(jié)締組織在移位過程中承擔(dān)了大部分的負(fù)載。甚至當(dāng)尾巴被壓縮達(dá)60%的程度時(shí)，海馬的脊柱仍舊受到保護(hù)。

麥基特里克和梅耶斯的研究團(tuán)隊(duì)使用一種獨(dú)特的技術(shù)，應(yīng)用一系列化學(xué)材料來去除海馬尾巴的蛋白質(zhì)和礦物成分，以便更好地研究其結(jié)構(gòu)和性質(zhì)。他們發(fā)現(xiàn)骨板中的礦物質(zhì)成分相對較低，只有40%，而牛骨中的礦物質(zhì)含量有65%。骨板中還含有27%的有機(jī)化合物（主要是蛋白質(zhì)）和33%的水。骨板的硬度是變化的，脊的部分是硬度最高的，因?yàn)闀?huì)影響保護(hù)的力度，比骨板溝的部分堅(jiān)硬40%（溝的部分多孔以吸收沖擊力）。

海馬的尾巴通常由36塊類方段組成，每一段由4個(gè)L型骨塊拼成，這些骨塊沿著尾巴往下逐漸縮小。骨板可以自由滑動(dòng)和旋轉(zhuǎn)。滑動(dòng)關(guān)節(jié)允許骨板間的來回滑動(dòng)。旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)與球窩關(guān)節(jié)類似，有3個(gè)旋轉(zhuǎn)自由度。這些骨板通過締結(jié)組織膠原層連接到脊椎。骨板之間的關(guān)節(jié)和椎骨十分靈活，有將近6個(gè)自由度。

接下來就是要使用3D成像制造出人造的骨板，這將會(huì)與聚合物組合起到肌肉的作用。最后的任務(wù)就是造出一個(gè)機(jī)械手臂，這種機(jī)械臂將是獨(dú)特的兼具硬度與韌性的混合機(jī)械設(shè)備。一個(gè)柔韌且強(qiáng)壯的機(jī)械臂可以被用于醫(yī)療救治、水下勘探以及無人拆彈。這種具保護(hù)性和柔韌性為一體的機(jī)械臂也能夠握住各種不同形狀大小的物體。

俞炯/編譯

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醫(yī)學(xué)

納米醫(yī)學(xué)，給分子一張“通行證”

當(dāng)今，納米技術(shù)領(lǐng)域一個(gè)備受歡迎的目標(biāo)是：用微粒作為容器來定向輸送藥物，尤其是送往腫瘤。但是，免疫系統(tǒng)中被稱為巨噬細(xì)胞的“哨兵”很快就會(huì)發(fā)現(xiàn)外來的入侵物，并將其吞沒?，F(xiàn)在，賓夕法尼亞州的一組研究人員發(fā)現(xiàn)了一個(gè)方法：賦予微粒一個(gè)分子“通行證”，使這些微粒能夠在老鼠體內(nèi)繞過巨噬細(xì)胞，將藥物送往腫瘤并幫助摧毀腫瘤。這個(gè)試驗(yàn)的成功有望使研究人員找到一個(gè)提高藥效的新途徑。

作為免疫系統(tǒng)的主要衛(wèi)士之一，巨噬細(xì)胞任務(wù)就是：通過辨認(rèn)，把那些不屬于身體一部分的目標(biāo)清除掉。所有的人類細(xì)胞在外部包膜上都含有一種叫做CD47的蛋白質(zhì)。五年前，賓夕法尼亞大學(xué)的細(xì)胞生物學(xué)家丹尼斯·迪斯徹爾領(lǐng)導(dǎo)的一個(gè)研究小組報(bào)道說：在人類細(xì)胞中，CD47跟巨噬細(xì)胞上一種被稱為SIRPα的受體蛋白是結(jié)合在一起的。這種結(jié)合使巨噬細(xì)胞認(rèn)識到，含有CD47的細(xì)胞是朋友而不是敵人，不應(yīng)將其吃掉。

迪斯徹爾想知道，能否利用CD47的復(fù)本作為一種分子通行證，來幫助治療性納米顆粒繞過免疫系統(tǒng)。不久前，迪斯徹爾及同事在《科學(xué)》雜志在線版上描述了他們當(dāng)前的研究：他們復(fù)制了CD47蛋白中被稱為肽的短片段，并使肽吸附在納米顆粒上，這些納米顆粒就是用來輸送顯像劑或抗癌化合物到腫瘤的。這個(gè)策略正像所期望的那樣，很奏效。在經(jīng)生物工程設(shè)計(jì)的老鼠中，它們的巨噬細(xì)胞能夠模仿人類巨噬細(xì)胞，表達(dá)人類的SIRPα蛋白，帶有CD47肽通行證的納米顆粒逗留在巨噬細(xì)胞周圍，而不是被吞沒。研究小組將含有通行證和沒有通行證的納米顆粒同時(shí)注射，35分鐘之后，含有CD47肽的納米顆粒在老鼠血液中的含量是不含CD47肽納米顆粒的4倍。

在一項(xiàng)單獨(dú)的研究中，迪斯徹爾及同事對他們的方法進(jìn)行了測試，看看是否能夠提高給藥的效果。他們在納米顆粒里裝上抗癌藥物紫杉醇，并利用肽通行證和用以吸附在腫瘤細(xì)胞表面蛋白的抗體來裝飾顆粒表面。帶有通行證的定向顆粒在一天之內(nèi)將腫瘤縮小了25%，而只有抗體沒有肽通行證的納米顆粒對腫瘤的大小沒有任何影響。

迪斯徹爾表示，他的小組已經(jīng)在研究其他腫瘤了。而且他還說：他的實(shí)驗(yàn)室里尚未發(fā)表的成果表明，在基因療法中，將這種分子通行證添加到輸送基因的病毒上，同樣有助于逃避免疫系統(tǒng)的檢測。然而，必須證明這一點(diǎn)：這種新型分子通行證在人類身上仍然有效。但是，在人類身上進(jìn)行試驗(yàn)總是具有挑戰(zhàn)性的。如果在人類身上能夠行得通，那么這些分子通行證可能會(huì)使已經(jīng)處于臨床試驗(yàn)階段的納米醫(yī)學(xué)達(dá)到更加理想的效果。

胡德良/編譯

內(nèi)容來源：美國《科學(xué)》雜志網(wǎng)站

環(huán)境科學(xué)

云越亮，天越?jīng)觯?/p>

近日，曼徹斯特大學(xué)的科學(xué)家在《自然地球科學(xué)》雜志撰文稱，自然排放物和人類制造的污染物都能使云變得更加明亮，從而對地球氣候產(chǎn)生意想不到的降溫效果。

云是由水滴和空氣中的微小顆粒凝結(jié)而成的。當(dāng)空氣達(dá)到了一定的濕度時(shí)，這些顆粒就會(huì)膨脹，從而形成云滴。數(shù)十年來，人們知道這些顆粒的數(shù)量和大小決定了云層上端的亮度，并控制著云將太陽光反射進(jìn)入太空的反照率。

這些微小的顆?？赡苁亲匀划a(chǎn)生的（例如海浪飛沫或塵土），也可能是人類活動(dòng)產(chǎn)生的污染物（來自汽車尾氣或工業(yè)活動(dòng)）。這些顆粒通常含有大量的有機(jī)物，而且極不穩(wěn)定，所以在溫暖的條件下會(huì)以氣體的形式存在。

研究人員發(fā)現(xiàn)，當(dāng)來自污染或生物大氣層的揮發(fā)性有機(jī)化合物蒸發(fā)并散發(fā)出特有的香味時(shí)，例如森林中的松香味，這種影響會(huì)在大氣中產(chǎn)生反作用。但在云形成的潮濕、微冷條件下，這些分子更傾向于呈現(xiàn)出液態(tài)，形成更大的顆粒。這些顆粒便是形成云滴的種子。

“我們發(fā)現(xiàn)，那些由森林中的釋放物或汽車尾氣構(gòu)成的有機(jī)化合物會(huì)影響云中水滴的含量，從而影響其亮度，進(jìn)而對氣候產(chǎn)生影響?！毖芯繄?bào)告作者、來自曼徹斯特大學(xué)地球、大氣及環(huán)境學(xué)院的戈登·麥克菲岡斯教授說。

麥克菲岡斯說：“云滴越多，反射進(jìn)來的太陽光就越多，云也因此會(huì)更加明亮。我們把云的明亮度對氣候產(chǎn)生的影響進(jìn)行了推算，發(fā)現(xiàn)云種子效能的增強(qiáng)對全球氣候產(chǎn)生了降溫效應(yīng)。”

許林玉/編譯

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機(jī)器人學(xué)

勝過好眼睛

當(dāng)機(jī)器人僅依靠計(jì)算機(jī)視覺時(shí)，它只能勉強(qiáng)搜索周邊的目標(biāo)。卡耐基-梅隆大學(xué)機(jī)器人研究所的一名研究人員稱，通過利用所有提供給它的信息，例如目標(biāo)的位置、大小、形狀、能否被移動(dòng)，機(jī)器人能通過對目標(biāo)的不斷探索來逐步改善對目標(biāo)的理解與認(rèn)知。

卡內(nèi)基梅隆大學(xué)的研究人員建立了目標(biāo)物體數(shù)字模型以及圖像，然后將這些數(shù)據(jù)導(dǎo)入機(jī)器人管家（HERB）的記憶卡中，因此，機(jī)器人能夠識別出所需要進(jìn)行處理的對象。實(shí)際上，所有機(jī)器人方面的專家為了讓他們的機(jī)器人能識別物體所做的操作都是類似的。隨著機(jī)器人終生物體探索計(jì)劃的進(jìn)行，現(xiàn)在機(jī)器人可以自行探索目標(biāo)物體。隨著投入更多的時(shí)間累積更多的經(jīng)驗(yàn)，一套名為HerbDisc的視覺系統(tǒng)將逐漸完善物體模型，并開始把注意力集中在那些與它的目標(biāo)“幫助人類完成日常生活中的任務(wù)”最相關(guān)的事情上。

“機(jī)器人搜索物體的能力有時(shí)候甚至讓研究人員感到驚訝?！彼饺藱C(jī)器人實(shí)驗(yàn)室負(fù)責(zé)人、機(jī)器人學(xué)副教授悉達(dá)多·斯里尼瓦莎感嘆，那里正是HERB所誕生的地方。在一個(gè)案例中，一些學(xué)生傍晚離開實(shí)驗(yàn)室前把就餐時(shí)剩下的菠蘿和一袋面包遺留在了實(shí)驗(yàn)室，當(dāng)他們第二天一早回來的時(shí)候，發(fā)現(xiàn)機(jī)器人，管家已經(jīng)建立好菠蘿和面包的數(shù)字模型并且已經(jīng)演算出如何將它們拿起來。

一旦機(jī)器人的工作領(lǐng)域從家中拓展到工作中，那么這些機(jī)器人就必須能夠理解成百上千種常見物品的用途，這是非常重要的。斯里尼瓦莎說：“對于計(jì)算機(jī)視覺研究人員來說，目標(biāo)識別一直是一個(gè)具有挑戰(zhàn)性的研究領(lǐng)域。在嘈雜的環(huán)境中僅僅通過圖像來識別物體是相當(dāng)困難的?！钡?，人類在探索一個(gè)物體時(shí)不僅僅依靠視覺，嬰兒會(huì)按壓橡皮鴨，拿它擊打浴缸，將它浸入水中甚至把它塞進(jìn)自己嘴里。機(jī)器人也一樣，它有很多關(guān)于自己所處環(huán)境的領(lǐng)域知識并能夠以此來搜索目標(biāo)。

研究人員說，機(jī)器人管家的體感周邊外設(shè)傳感器的深度測量是非常重要的，提供三維形狀數(shù)據(jù)能夠使機(jī)器人對家居用品高度識別。機(jī)器人管家的另一個(gè)領(lǐng)域知識是位置，它會(huì)觀察是否有東西在桌子上、地板上或者柜子里。機(jī)器人能判別一個(gè)潛在目標(biāo)是否能夠自己移動(dòng)或者能不能被移動(dòng)，還能夠記錄下某物是否會(huì)在特定時(shí)間出現(xiàn)在特定位置并且會(huì)用手臂去嘗試能否將物體舉起來。這些都是對象性測試的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。

機(jī)器人管家第一次看視頻的時(shí)候，它會(huì)以為這些都是物品。但隨著其他傳感器的協(xié)作，它會(huì)更清楚地辨別什么是目標(biāo)，什么不是。研究團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)，通過視頻輸入來添加領(lǐng)域知識，輸入目標(biāo)的速度能提高兩倍，因此機(jī)器人管家的搜索與處理時(shí)間能夠縮短。

機(jī)器人管家對于目標(biāo)的定義是：某個(gè)它能夠舉起來的物體。它的目標(biāo)功能是一種輔助人類的裝置，例如幫人取東西或者微波加熱食物。然而，由于能力和情況的轉(zhuǎn)換，機(jī)器人管家還有很多方面需要提高。例如，機(jī)器人管家現(xiàn)在還不能拿起一張紙，所以它會(huì)忽略紙片。一旦它的手能操縱紙，它將學(xué)會(huì)識別紙張作為目標(biāo)。機(jī)器人管家和其他機(jī)器人可以利用互聯(lián)網(wǎng)來創(chuàng)造對于目標(biāo)更豐富的理解。 熙/編譯

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古生物學(xué)

新疆發(fā)現(xiàn)新型肉食恐龍化石

喬治·華盛頓大學(xué)哥倫比亞藝術(shù)與科學(xué)學(xué)院的生物學(xué)教授詹姆斯·克拉克和他的博士生約納·喬因奈爾，在中國新疆境內(nèi)的一處偏遠(yuǎn)地點(diǎn)發(fā)現(xiàn)了一種新型獸腳亞目類肉食恐龍化石。

在近期《系統(tǒng)古生物學(xué)》期刊上發(fā)表的研究報(bào)告中，克拉克和喬因奈爾對復(fù)原恐龍化石的顱骨、下頜骨以及收集部分骨架進(jìn)行研究的過程做了詳細(xì)敘述。這種新型恐龍?bào)w長僅1米左右，體重約1.36公斤。

克拉克博士指出，最初挖掘時(shí)只有恐龍的腿骨露出在巖石表層，而后驚喜地發(fā)現(xiàn)巖石中還保存著其顱骨。研究組將這種恐龍命名為“趙氏敖閏龍”，名字取義于中國著名的傳奇故事《西游記》里西海龍王的名字敖閏。經(jīng)研究分析，喬因奈爾表示：“我們能在顯微鏡下細(xì)致觀察到敖閏龍的骨骼，研究結(jié)果表明它在溪岸邊死亡時(shí)，還不足一歲”。被挖掘和收集到的恐龍化石很小，并非意味著敖閏龍是小型恐龍物種，只是它死亡時(shí)還非常年幼，屬于尚處嬰兒時(shí)期的恐龍化石。

據(jù)悉，敖閏龍生活在1.61億年前的晚侏羅紀(jì)時(shí)期。從其多個(gè)細(xì)小的牙齒來看，敖閏龍很可能是以捕食蜥蜴、小型哺乳動(dòng)物近親和鱷魚為食的。這是迄今為止，克拉克博士與中科院研究員徐星共同領(lǐng)銜的研究團(tuán)隊(duì)，第五次在新疆五彩灣發(fā)現(xiàn)新型獸腳亞目肉食恐龍。

趙今瑄/編譯

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醫(yī)學(xué)

雙親藥酒成癮，孩子易變抑郁

根據(jù)多倫多大學(xué)的一項(xiàng)最新研究表明：經(jīng)常酗酒和濫用藥物的雙親，其孩子在成年階段與其他同齡人相比更容易抑郁。此項(xiàng)課題的第一作者埃斯米·湯姆森教授和來自多倫多大學(xué)社會(huì)工作系和家庭與社區(qū)醫(yī)學(xué)系的榮譽(yù)教授桑德拉·羅特曼指出：“我們的研究結(jié)果強(qiáng)調(diào)了酒精和藥物的上癮對兩代人之間的代際關(guān)系所造成的后果，以及加強(qiáng)制定干預(yù)措施以支持兒童健康發(fā)展的重要性?！?/p>

有關(guān)于此項(xiàng)研究的論文被公開發(fā)表在《精神病學(xué)研究》期刊上。研究者們將來自于2005年加拿大社區(qū)健康調(diào)查中的6268名成年人的相關(guān)數(shù)據(jù)作為具有代表性的樣本進(jìn)行研究，試圖找出這些成年人的抑郁狀況和他們的雙親對酒精和藥物成癮之間的關(guān)系。在這些樣本中，有312人在調(diào)查進(jìn)行前的一年內(nèi)有過嚴(yán)重的抑郁發(fā)作；877人在他們未成年之前，家庭中的雙親至少有一人存在酗酒和濫用藥物的現(xiàn)象，并經(jīng)常因此造成一些家庭問題。

湯姆森教授指出，研究結(jié)果表明了雙親有酗酒和濫用藥物嗜好的個(gè)體們與他們的同齡人相比，更容易陷入抑郁的“泥潭”。在調(diào)整了年齡、性別和種族等因素所帶來的誤差后，父母存在酗酒和濫用藥物的個(gè)體成年后情緒抑郁的幾率比常人高出2倍以上。湯姆森教授還解釋道，即使調(diào)整了以下的因素后，這些因素涉及的范圍從童年遭受虐待和雙親失業(yè)到包括吸煙和飲酒等成人健康行為，我們?nèi)阅馨l(fā)現(xiàn)雙親對酒精和藥物成癮與他們的孩子成年后情緒抑郁之間存在高達(dá)69%的關(guān)聯(lián)。

沉溺于酒精和藥物中的父母應(yīng)對生活中壓力和挫折的反應(yīng)總是一成不變的，他們只會(huì)通過酒精和藥物來尋求幫助。這有可能影響到他們孩子們的一生，永久改變孩子們自身應(yīng)對生活中壓力的反應(yīng)。我們未來研究的一條重要途徑是探討人體自身影響皮質(zhì)醇產(chǎn)生的潛在功能障礙，一種為我們“戰(zhàn)斗還是逃跑”做準(zhǔn)備的荷爾蒙，它能影響抑郁癥的后期發(fā)展。

作為重要的第一步，在家中受到那些有害壓力摧殘的孩子們完全可以得到其他成年人所帶來的幫助，這些成年人包括祖父母、老師、教練、鄰居和社工。盡管未來還需要更多的研究工作來確定一個(gè)有責(zé)任心和愛心的成年人是否能夠接近并幫助那些直接暴露在對酒精和藥物成癮的父母影響下的孩子們，降低這些孩子們成年后受困于抑郁情緒的幾率，但是我們相信，這些能夠轉(zhuǎn)遞“正能量”的關(guān)愛可以促進(jìn)孩子們的健康發(fā)展以及緩解他們的壓力。

韓俊杰/編譯

內(nèi)容來源：加拿大多倫多大學(xué)官網(wǎng)

航空航天學(xué)

載人火星任務(wù)面臨高輻射風(fēng)險(xiǎn)

“好奇號”火星車的主要任務(wù)是探測火星是否能支持生命的繁衍；同時(shí)，這個(gè)流浪者也收集適用于人類生存的數(shù)據(jù)。“好奇號”在其歷時(shí)253天、3.5億英里飛抵火星的旅程中，記錄了其間的輻射情況。根據(jù)最新公布的調(diào)查結(jié)果顯示，宇航員在一次火星之旅后受到的輻射量將會(huì)很大，約占其終身可承受輻射總量的三分之二。

脫離地球大氣和磁場的保護(hù)，宇航員們必須對抗兩類有害輻射：宇宙中幾乎無所不在的銀河系宇宙射線，以及因太陽活動(dòng)產(chǎn)生的高能太陽粒子。前者呈現(xiàn)出持續(xù)不斷低劑量的特點(diǎn)，且粒子流能量大，穿透力強(qiáng)；后者突發(fā)性強(qiáng)，穿透力相對弱。

借助“好奇號”，天文學(xué)家有了研究宇航員接受輻射量的可靠方法。以前的測量數(shù)據(jù)源于未屏蔽的測量設(shè)備，但是，“好奇號”的數(shù)據(jù)測量首先是在屏蔽的飛船中進(jìn)行的，且這一測量環(huán)境近似于載人火星任務(wù)的住宿艙。好奇號的輻射評估探測器（簡稱RAD）探測到每天來自宇宙的輻射量約為1.8毫希沃特。

根據(jù)最近的評估數(shù)據(jù)，假設(shè)單程歷時(shí)180天，宇航員一趟載人火星之旅受到的輻射總量為622毫希沃特。這個(gè)數(shù)字看似不大，但主流觀點(diǎn)認(rèn)為，宇航員整個(gè)職業(yè)生涯承受輻射量的上限為1希沃特（等于1000毫希沃特），這會(huì)使宇航員因接觸輻射而誘發(fā)癌癥的死亡率提升了3%。

因此，往返火星一個(gè)來回，僅在路程上受到的輻射已占了宇航員可承受上限的大部分。火星表面的作業(yè)或在宇宙中進(jìn)行火星任務(wù)會(huì)增加更多輻射。但是，如此大劑量的輻射無法阻撓火星任務(wù)的推進(jìn)，它們僅僅是火星征程中眾多困難的冰山一角而已。