曹伟发表的论文

地球怎么也没想到，它用自己的身躯给人类提供了一个完美的生存环境，人类却非要逃离出去。

到目前为止，地球仍是我们发现的宇宙中最适合生存的地方。这与地球大气层有着密不可分的关系，它给我们提供了完美的温度，保存了海洋和呼吸的气体，还保护我们不被太阳辐射所伤害。

可是，人类已经不是当初的人类了，我们已经可以冲出大气层，进入到太空了。不过，在摆脱了地球大气层束缚的同时，我们也面临着新的担忧——辐射。宇宙中的辐射非常恐怖，在地球上有大气层的阻挡，我们完全不必为此担心，但是对于前往太空的宇航员来说，就不是那么回事了。

在太空中，宇航员可能会遭遇到许多种电离辐射对他们健康的威胁：

普通的太阳辐射

太阳耀斑

遥远宇宙的辐射

现实世界的宇航员不太会面临好莱坞电影里那样的危机，但是他们的工作仍然充满了危险。在执行太空任务的过程中，虽然有多重的保护，但是人造的保护设施暂时还没有大气层那么有效，宇航员免不了还是要接受到一部分的辐射。这些辐射不会马上导致他们死亡，也不会像科幻电影那样让他们获得什么超能力，但是有可能导致慢性的身体伤害。

尤其是随着人类航天事业的发展，宇航员未来可能要面临着更加长期的太空任务。比如NASA在计划的载人登陆火星计划，一次任务就长达两年多，说宇航员遭受“成吨”的伤害一点也不夸张。因此，如何保护他们不被辐射所伤害，就变得至关重要了。

（图片说明：电离辐射指的是那些频率、能量较高的辐射，对人体有很大的伤害）

事实上，人类的航天事业也才进行了几十年，我们对太空中给人体带来的伤害还不完全了解。但NASA表示：在低轨道以外的太空执行任务期间，宇航员可能会暴露在50至2000毫西弗特（mSv）的辐射剂量中。要知道，即使是1mSv的辐射剂量，也至少相当于做3次胸透。尽管一年做一次这样的体检对人体并没有那么严重的伤害，但是想一想宇航员吧，他们几乎等于接受150-6000次的胸透……因此，对于宇航员来说，癌症、辐射病或者一些退行性疾病的风险也更高。

而且，在胸透的时候，我们还能够用铅板遮挡住其他部位。可是，宇航员在执行任务期间，显然不可能一直把自己裹在铅板里。因此，如何研发出一种既不影响宇航员执行任务、又能维护他们安全的方法，就成为了关键。

（图片说明：铅板可以有效地阻挡辐射，但不适用于太空任务）

科学家想到：地球生物其实已经演化得足够强大，具备了一定抗辐射的能力，如果我们将这个能力扩大，就可以抵抗宇宙的辐射了。

相信大家都会发现，非洲人普遍肤色比较重。这是因为，他们长期生活在阳光强烈的地方，体内产生了大量的黑色素，所以显得黑。虽然我们觉得黑色好像更吸光，但实际上黑色素可以有效地吸收紫外线，防止人体被辐射所伤害。

那么，以后我们就选择黑人上太空？或者把宇航员晒黑？

当然不是，虽然他们在考虑利用黑色素防止宇航员被辐射伤害，但这里还有很多门道。我们不仅希望使用在航天领域的黑色素能够吸收紫外线，还需要它具备抵抗X射线等其他高能电离辐射的能力。好在黑色素也并非只有一种，科学家们也正在寻找一种最合适的黑色素。

目前，的确有研究人员在国际空间站进行相关的实验，比如约翰·霍普金斯大学的Radamés J.B. Cordero等人，就希望通过仿生学来保护宇航员的健康。不过，来自美国西北大学的科学家们另辟蹊径，尝试在黑色素中添加另一个神器——硒元素，并在《美国化学会杂志》上发表了他们的研究成果。

美国西北大学化学系的博士后，来自中国的Wei Cao注意到：此前有人发表过一些发现，指出含硒化合物在保护动物抵抗X射线方面有着意想不到的功效。于是他想到，如果能把硒和黑色素结合在一起，很有可能会达到强强联手、双剑合璧的效果。

（图片说明：曹伟[音译]，是该研究论文的第一作者）

而且，他们并没有费尽心思在自然界中去寻找没人知道是否生物自身就能合成的含硒黑色素，而是“自食其力”，自己合成这种新型的黑色素，并且称之为硒化黑色素（selenomelanin）。

在合成这种物质后，他们将其注射到实验室的细胞中，并且给其他细胞注射了其他黑色素，还设置了完全没有注射黑色素的空白对照组。接下来，他们对三组细胞进行了辐射实验。在实验中，他们使用的辐射强度都非常大，其剂量足以致人死亡。结果显示，三组细胞中，只有注入了硒化黑色素的细胞维持着正常的细胞周期。

西北大学化学系教授、国际纳米技术研究所副所长Nathan Gianneschi是这项研究的领导者，他表示：“我们的结果证明：硒化黑色素在辐射防护方面具有非常优异的性质。”

除此之外，他们合成的这种硒化黑色素还具有意想不到的优势。和那些被送到国际空间站进行实验的黑色素相比，他们的

硒化

黑色素合成更简单，成本更低。更加惊人的是，当细胞被注射了这种硒化黑色素后，就不再需要注射，而是可以自主合成了，而且这些新的黑色素依然保持着良好的性质。因此，只要补充适当的营养，就可以节省大量合成黑色素的成本。

（图片说明：宇航员未来在月球上执行任务，也需要防止被辐射伤害）

因此，如果这种黑色素最终被证明的确可以使用，那么未来的宇航员可能都会在上太空之前注射它，这对于宇航员的保护来说非常重要。

当然了，注射这些人工合成的物质，还是要谨慎的。他们必须经过严格的流程，证明它对人体无害，才会投入使用。

不管怎么说，人类未来将会通过各种手段让自己越来越强大。谁知道呢，也许未来的某一天，人类上太空将不再需要宇航服，而是自由地在宇宙中穿行……