如何让一具尸体的丁丁重新站起来?
1秒,5秒,10秒……研究人员目不转睛地盯着眼前这具尸体的丁丁,一边拿着一根磁棒在丁丁上方摇动,一边用秒表记下时间。就像是被施了魔法一般,早已失去活力的丁丁竟然慢慢地“站”了起来。经过40多秒的等待,丁丁最终达到了完全直立的状态。
用一根磁棒让尸体的丁丁“重振雄风”,这个场景看上去可能有些惊悚,但实际上可是正儿八经的科学研究。尸体的丁丁内部被植入了记忆合金,这种合金在磁棒的感应下会变长,从而带动丁丁直立起来。研究人员希望能通过这个实验设计出性能更好、更易操作的丁丁假体,来解决丁丁“站不起来”的问题。
大家平时可能都听过“记忆合金”。这种材料在一定温度范围内发生变形后,再适当改变温度,就能恢复原形,也就是能“记住”自己变形前的样子。从飞机机翼、石油管道到眼镜、牙箍乃至钢圈胸罩等产品总,都有记忆合金的身影。记忆合金的这种奇特性质引起了威斯康星大学副教授、泌尿科医生布莱恩·V·李(Brian V.Le)的注意。
正是因为这样的想法,我们看到了文章开头的那一幕——李教授的研究团队在尸体的丁丁里植入了具有记忆功能的镍钛合金,并在丁丁上方1厘米的位置不停摇晃磁棒。运动的磁棒能产生变化的磁场——根据法拉第感应定律,变化的磁场会产生很小的电流,能提高镍钛金属的温度,从而引起金属的形变,最终成功带动丁丁立了起来。
但光是让尸体的丁丁站起来还不够。想要模拟真实的丁丁,总不能让它一直站着,还得在不用的时候让它疲软下来。这对记忆合金来说不是难题:只要用冰块之类的低温物体敷在丁丁上,植入的记忆合金就会慢慢收缩,丁丁也就缩小成了原样。
在实际使用中,还有一个温度的问题。记忆合金要达到一定温度才会变形,然而这个温度不能太高,否则可能会烫伤丁丁。为此,李教授团队用动物组织制作了模拟人类丁丁的模型,同样植入了镍钛合金,并在模型表面和内部装上了热传感器来监控温度变化。幸好,尽管镍钛合金伸长的临界温度有40摄氏度,但丁丁模型只比室温高了几摄氏度,并没有被烫伤的危险。
最后,李教授团队还对尸体丁丁完全直立后的硬度行了测量。尸体丁丁在被完全“激活”的情况下,抵抗弯曲的力能达到大约26牛顿,和健康丁丁的硬度类似。摇动磁棒就能让尸体的丁丁站立起来,冷却一下又会慢慢松弛,同时操作的过程温度又不会太高,丁丁的力度还足够大。这些实验结果似乎证明,记忆合金可能有了一种新的应用场景,那就是用来制作丁丁假体。
丁丁“站不起来”的问题已经困扰了人类数千年。人们曾想出了各种各样的疗法,其中最有名的要数上世纪90年代发明的药物万艾可。不过,如果常见疗法都不起作用,在丁丁内部植入假体便会成为最后的选择。合格的丁丁假体应该尽可能地模拟丁丁的松弛和直立状态,最好还有较强的耐久性和较低的感染率。目前临床上应用最广泛的液压式可膨胀型假体就兼备了这些特点。
除了可膨胀型假体以外,还有一种可屈型假体,只由两根结实又柔韧的圆柱体组成。把圆柱体扳直就会让丁丁站起来,不用的时候再扳回去就行。不过,现有的这些丁丁假体仍然有很大的改进空间。以上面提到的液压三件套为例,挤压液泵需要一些力气和技巧,这样的操作可能会让使用者和他的伴侣感到尴尬。更为理想的假体应该能被简化为膨胀体和开关两个独立的部分,而磁棒感应记忆合金就是不错的选择。
最后,谈到丁丁自然就会有人关注尺寸的问题。能不能植入大号假体来让丁丁变得更大呢?很可惜,尽管有多种长度和直径的假体供病人选择,但最终植入的假体大小还是主要由丁丁本身的尺寸来决定的。过长的假体会给使用者造成不适,甚至对丁丁造成损伤。所以,还是赶紧放弃用植入假体来增大尺寸的幻想吧。