[发明专利]一种用于亚磁空间中室内取风排风的小动物独立通风无磁笼具饲养系统

说明书

本发明公开了一种用于亚磁空间中室内取风排风的小动物独立通风无磁笼具饲养系统，包括以下几个部分：外界磁场屏蔽房、小动物饲养无磁笼具、无磁笼具放置架、换气单元及空气净化单元等；外界磁场屏蔽房主要作用为屏蔽外界地磁场，同时为小动物培养提供所需的亚磁环境；无磁笼具放置架主要用于放置小动物饲养无磁笼具，并配备小动物饲养所需的独立通风管路，也选用无磁材料制作而成；本发明中所公开的这种亚磁空间中小动物饲养的无磁饲养系统，主要是为了深入研究亚磁场环境对生命体的影响机制，以期在未来太空探索和星际旅行中进一步提高宇航员的生存率和生命质量。

技术领域

本发明属于生物饲养仪器领域，主要涉及一种用于亚磁空间中室内取风排风的小动物独立通风无磁笼具饲养系统。

背景技术

至今为止，地球上的生物一直在地磁场的作用下生存和发展；经过数百万年的演化过程，生物已经逐渐适应了地磁场；实际上，地磁场对生物的生长、繁殖、迁徙和定位等方面起着关键作用，成为地球生物生活的一个基本条件，如同温度、气压和水分一样；尤其是对于许多脊椎动物(如候鸟、海龟等)，它们依赖地磁场来感知位置和方向信息；相较于地球表面的磁场强度，地外空间的磁场强度较低，属于亚磁场范畴；亚磁场是指介于微弱磁场和地球磁场之间的磁场，通常被定义为1-1000纳特斯拉(nT)；与地球磁场相比，亚磁场的强度很小，只有地球磁场的几个百分之一至几个千分之一；亚磁场是由地球磁层和其它天体磁层的非线性效应所产生的；在太空环境中，亚磁场是一个重要的环境因素，对太阳系中的宇宙射线和等离子体有很大的影响；此外，亚磁场也对生命体产生影响；现有研究表明，亚磁场对生物体的生长、代谢、免疫系统、神经系统、生殖系统等方面都有一定的影响；例如，动物实验表明，暴露在亚磁场下会导致一些疾病，如免疫功能下降、癌症、肝脏和肾脏病变等；此外，亚磁场还可能影响生物体的行为和迁移，如鸟类、昆虫和鲸鱼等动物，它们可能会利用地球的磁场进行导航，而亚磁场的存在可能会干扰它们的正常行为；自20世纪60年代末以来，亚磁场生物学效应在空间科学领域受到广泛关注；研究人员发现亚磁场环境可能对生物产生一系列负面影响，实验表明，生物在亚磁场环境中的持续暴露可能导致多种生物学效应；例如，蝾螺和爪蟾胚胎发育异常；虎皮鹦鹉鸣叫异常，表现为鸣叫频率、音量、音质的改变；麻雀的生物节律改变，包括昼夜活动和睡眠模式的调整；以及小鸡和果蜗学习记忆能力受损；此外，对痛觉的感知也可能发生变化，包括对疼痛刺激的敏感度提高或降低；

在人类方面，短暂暴露于亚磁场环境可能导致视觉记忆能力减弱；这可能会影响宇航员在执行空间任务时的认知能力，从而对任务的成功与否产生潜在影响；由于未来空间任务的飞行时间和距离预期将显著增加，宇航员将面临长期生活和工作在太空亚磁环境的挑战；因此，深入研究亚磁场对生物的影响及相应的防护措施对于空间生物学和航天医学的发展具有重要意义；这些研究可以为航天器设计、宇航员训练、生活支持系统以及太空中心理和生理健康干预措施提供关键信息；综上所述，对地磁场和亚磁场环境对生物(包括人类)的影响进行全面研究，有助于提高我们对这一领域的认识，并为未来太空探索任务提供宝贵的数据。

目前，亚磁场环境对生命体的影响仍存在许多未知的领域；因此，需要深入研究亚磁场环境对生命体的影响机制，以期在太空探索和未来星际旅行中提高生命体的生存率和生命质量；在此过程中，对亚磁场环境的建模和亚磁场环境的稳定性、均匀性等问题也需要进一步探究和解决；为了深入研究亚磁场的性质和对生物体的影响，科学家们利用磁屏蔽技术、磁梯度技术、超导磁体技术等手段开展了大量实验研究；这些实验研究已经揭示了亚磁场对生物体的影响机理和作用方式，为深入理解亚磁场的生物学效应提供了重要的参考；为了获得稳定的亚磁场环境，实验室常常采用屏蔽和线圈抵消等方法来降低外界磁场的干扰；其中，屏蔽和线圈抵消是两种常用的方法；屏蔽方法是通过采用高磁导率的金属材料来屏蔽外界磁场；线圈抵消方法则利用三个正交的通直流电线圈来抵消地磁场的三个分量，从而在线圈中心区域获得一个球域亚磁环境；而实验所用生物体的饲养主要依靠无磁化设计的笼具实现，然而目前的无磁化饲养系统无法实现较大数量较长时间的实验目标饲养，主要原因是饲养环境中的气体环境及饲养过程中实验所用生物体所处环境的亚磁空间具体弱磁指标难以保证。