重力环境模拟系统(微重力 & 超重力)是一款集高精度调控与多场景适配于一体的科研设备,通过 0.001-6g 重力范围调节及 0-30RPM 转速控制,结合真动态 3D 回转技术与数款适配器可切换模块,为生命科学、材料工程及航天医学等领域提供全维度研究平台。DARC-G5.0P是在之前DARC-G4.0P的成功基础上进一步升级而来,此次升级让DARC-G5.0P具备了更强的功能,其新增功能如下:

硬件部分:
1、控制屏采用了分辨率更高、更灵敏的7寸彩色触摸屏;
2、采用24直流适配器直接供电,低压使用更安全;
3、控制器前置金属圆形大按钮,集成通电指示灯,操作更方便,外形更简洁、美观;
4、倾斜式显示屏布置,操作更人性化;
5、内置硬件原点定位、摄像模组接口、远程监控功能;
6、支持选配拍照、摄像模块,支持云端存储、监控功能(默认空间为5G/账号,需选配拍照、摄像模块方可使用)
7、USB端口数据导出;
8、支持SG-BSV 球形反应器、SG-RWV旋转壁反应器、SG-NSV零剪切力反应器以及通用T25适配器、SG-DCF动态培养瓶等多套围绕微重力效应模拟、超重力模拟以及3D动态环境而开发的一系列培养容器;

软件部分:
1、支持云端服务;
2、支持操作引导,每个关键操作步骤、参数设置都可以实时查看操作指引,方便用户上手使用;
3、内置程序运行模式,用户可以自定义程序,实现梯度或混合模拟;
4、允许管理员创建新的用户,并赋予设备控制权限;
5、支持网络或蓝牙传输数据;
6、UI全面重新设计,人机交互界面更友好;

其应用场景可分为两大核心方向(但不限于以下场景):

一、微重力模拟应用场景(0.001-0.38g)

三维组织构建:通过旋转壁式生物反应器(SG-RWV)模拟微重力环境,促进间充质干细胞自发聚集成软骨组织团块或肝细胞球,构建接近体内天然结构的三维类器官。
器官芯片研发:在微重力下培养肝、肾等器官芯片,其三维架构可精准模拟药物代谢过程,例如肿瘤转移模型中癌细胞侵袭行为的差异化研究。
骨与软骨再生:成骨细胞在微重力下矿化结节形成效率提升,间充质干细胞向软骨细胞分化比例增加,可用于承重骨替代物及关节损伤修复支架的制备。
太空医学研究:模拟月球(0.16g)、火星(0.38g)重力环境,研究宇航员骨流失机制,构建 “体外组织库” 用于长期驻留任务中的组织修复。
药物开发创新:利用微重力减少蛋白质结晶过程中的对流干扰,获得更大、更纯的晶体结构,如抗艾滋病药物利托那韦的亚稳定形态制备。
干细胞定向分化:削弱重力依赖的机械应力,维持干细胞多能性,例如骨髓间充质干细胞在微重力下向软骨细胞分化效率提升 近30%。
植物空间生长:模拟地外星球重力条件,研究拟南芥等模式植物的根系向性、光合效率及代谢产物变化,为太空农业提供数据支持。
癌细胞行为解析:在三维悬浮培养中观察癌细胞侵袭能力与转移路径,重力缺失可抑制其分裂速度并改变细胞骨架重构模式。

空间工业化生产:通过单样本 1350ml 大容量培养,规模化制备高活性角膜、软骨等组织移植物,突破地面三维构建瓶颈。

二、超重力模拟应用场景(1-6g)

环境工程优化:超重力脱硫技术将传统 32 米脱硫塔高度压缩至约 2.89 米,硫化氢选择性提升数倍,同时实现近20% 的节能效果。
微生物高效发酵:在 5g 超重力环境中强化传质效率,酿酒酵母的乙醇产率大幅提升,同时缩短发酵周期。
药物载体开发:超重力场促进纳米颗粒均匀分散,例如脂质体药物载体的包封率提升明显,实现靶向递送效率优化。
农业工程创新:制备自磨锐农用割刀,其梯度复合材料在超重力燃烧合成中形成耐磨表层,使用寿命延长 2 倍以上。
航天器部件测试:模拟航天器发射阶段的超重环境(3-6g),测试材料在高应力下的疲劳性能及密封件可靠性。
化工工艺革新:超重力反应结晶技术将传统反应时间从数小时缩短至分钟级,例如碳酸钙纳米颗粒的粒径分布均匀性提升。

       该系统通过预置多种微重力模式(如抛物线、随机定位)及 8 种超重力模式(如恒定离心、脉冲加载),结合 22 只旋转壁反应容器或 16 只 T25 培养瓶的高通量能力,可同步开展多组对比实验,显著提升科研效率。其模块化设计支持从细胞生物学、肿瘤研究到航天医学的跨学科应用,为揭示重力环境下的生命现象与物质规律提供了理想平台。