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Timeship-时光之舟(上)
发布时间:2017-06-28 14:31:42 作者:

简介

    Timeship做为 “生命暂停基金”研究产业园中的主要项目,希望成为未来最具艺术气息的人体冷冻设施。Timeship安全长期冻存濒临物种的DNA、移植用器官、头部或全身冷冻的客户。其中也包含用于生命延续研究的科研场所。

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Timeship的模型图,内部冷冻区域被分成十二个不同的区块。独立的区块可以更好的提供保护及备份,之间的过道将安置冷冻设备及液氮管道等。

    整个设置位于德克萨斯州占地约800亩。项目目前处于设计制造的第一阶段即开发研制先进冷冻罐(TCV),其冷冻保存原理会和最终Timeship使用的冷冻方式相同。一旦这种冷冻容器被成功制造,下一步这样的冷冻方式就会被用于Timeship.

 

    虽然低温冷冻研究已经进展了几十年,但在长时间冷冻保存的过程中还是有一些特殊要求。一般的建筑物在设计指出只是服务于一般的生活活动,但Timeship的设计要满足独特的技术要求,包含不受恶劣气候影响、要安全可靠等。而且建筑物的结构也要坚固稳定,在长时间运行时不需要太多精力进行维护。这样的要求导致Timeship的建设不但是一个简单的工程,而且也是一个在研项目课题。这个项目已经持续多年,并且有世界顶尖的工程师参与。

 

    Timeship希望被设计成为一个“不朽的建筑”不止因为其承担的作用,也因为其优秀的建筑设计。此项目迄今为止的研究结果总结成一个多卷计划报告包含在《Timeship:不朽的建筑》这本书中。

 

    在这篇文章中我们将重点放在Timeship的冷冻保存系统,简要列出一些对低温冷冻和延长寿命的研究文献的基础上,阐述“生命暂停基金”的理念基础。

 

    冷冻保存系统包含有四个部件:冷冻舱、转运容器、冷冻罐(TCVs),冷冻储存间。当所以设计的冷冻系统可以使用时,被冷冻的客户才会转移到转运容器中并安全的放置在冷冻罐中进行暂时存放。当Timeship整体可以进行运转,冷冻客户将从冷冻罐中转移出来并放置在冷冻储存间,客户被安置在一个独立的冷冻舱之中长期保存直到复活。

 

人体及器官冷冻舱

    一共有两种类型的冷冻舱,分别用于全身冷冻和器官冷冻(也可用于冷冻头部)。冷冻舱必需可以为玻璃化冷冻中的客户提供防冲击保护和保温隔热。为了达到这个效果,冷冻仓被设计成复杂的多层结构,每一层都可以提供完善的保护和隔热确保病人可以安全的长期储存。用于全身冷冻的舱体外有一个围栏样的保护格栅层并在顶部和底部各有一个可以拆卸的防护板。在格栅层内有一个不锈钢真空绝缘套和铝制热传导内衬层,确保被冷冻的客户可以保持在一个相对均衡的温度。放置冷冻客户的胶囊舱体被放置在一个内套层内,客户则被固定在胶囊舱体的吊架之中。

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复合舱体结构

    复合舱体是Timeship的基本模块,整个建筑的设计都要服务复合舱体的使用。该舱的设计必须满足各种身材客户的安置需求,并可以和外部的多层舱体组合在一起。复合舱体形状的设计是有效冷冻保存大量客户的关键。

冷冻罐

    目前最常用的冷冻保存方式就是使用双层真空的杜瓦瓶盛放液氮来提供一个相对稳定的低温(零下196度),玻璃化冷冻过程则需要至少达到零下130度左右。整个玻璃化冷冻过程在降温时候要针对不同客户情况来选择适当的温度,而且冷冻过程需要经历退火来防止产生断裂。一般的商业制冷如压缩机制冷可以满足这些需求,但无法提供一个长时间稳定可靠的制冷方式。

 

    冷冻罐可以提供解决方案。其是由低温设计师Michael Iarocci,物理学博士Brian Wowk,和Stephen Valentine设计。冷冻罐可以满足玻璃化冷冻的储存需求,并可以同冷冻舱一起独立使用。当Timeship完成建设后,冷冻仓就可以转移到Timeship的冷冻间中进行储存。

 

   冷冻罐必须结构安全,并有足够的绝缘结构能提供冷却并保持温度稳定,且能够防止运输所产生的振动。

 

    冷冻罐由内外两个开口向上的杜瓦瓶组成。每一个杜瓦瓶都进行真空和热隔绝处理,并以后可以从外部对杜瓦瓶进行重新抽真空的过程。热导管安置于冷冻罐内罐的底部,其可以从在液氮中调整位置,这样通过不同的导热率可以控制冷冻罐内罐中的温度变化。罐体内壁上还安装有一个小型电子加热系统,可以在过冷的情况下对罐体内部温度进行调节。

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剖面图:包含4个冷冻舱的冷冻罐

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杜瓦瓶及其中热传导舱体的热循环模型示意图