科学家发明特殊太空混凝土材料,为打造太空“经济适用房”创造可能性

2021/9/14 15:49:57 来源:凤凰科技 作者:良弼 责编:远洋

北京时间 9 月 14 日消息,据国外媒体报道,将一块砖块运到火星上的成本可能超过 100 万英镑,这使得未来建造火星殖民地的成本高到令人望而却步。不用怕!英国曼彻斯特大学的科学家们现在开发出一种特殊的太空混凝土材料,这种材料是由外星尘埃以及宇航员的血液、汗水和眼泪制成的混凝土材料。最重要的是,这种材料的成本低,完美解决了建造成本高的问题,让未来打造太空“经济适用房”有了可能性。

据报道,在当地时间 9 月 13 日发表在《Materials Today Bio》上的研究成果中,研究人员将一种来自人类血液的蛋白质与产自尿液、汗液或眼泪的化合物结合,这种合成材料可以将月球或火星模拟土壤粘合在一起,由此产生一种比普通混凝土更坚固的材料,非常适用于在外星环境中建设“经济适用房”。

众所周知,将地球上的建筑材料运送至太空要花费巨大的代价,这意味着未来的火星殖民者不可能随身携带所需要的建筑材料,而必须利用他们在火星上所获得的资源投入施工建设。这种方式被称为现场资源利用(或 ISRU),其通常侧重于松散岩石和火星土壤(称为风化层)的使用。然而,人们似乎忘记了还有一种资源,其存在于所有载人航天任务中,这便是宇航员本身产生的体液、太空生活垃圾等“资源”。

根据这项新发明,科学家们证明了人类血浆中的一种常见蛋白质 —— 人血清白蛋白可以作为月球或火星模拟尘埃的粘合剂,由此产生出一种类似混凝土的材料。这种新材料被命名为 AstroCrete,其具有高达 25MPa(兆帕)的抗压强度,而普通混凝土的抗压强度在 20 到 32 MPa 之间。科学家们还发现,在将尿素(人体通过尿液、汗水和眼泪产生或排泄的生物废物)加入 AstroCrete 之后,后者可以进一步将抗压强度提高 300% 以上,其中表现最好的 AstroCrete 的抗压强度近 40MPa,远超普通混凝土。这也意味着宇航员本身产生的体液等“资源”可以再利用。

参与该项目的英国曼彻斯特大学的爱立德・罗伯茨博士向记者表示,与其他许多拟在月球和火星实施的建造技术相比,AstroCrete 具有相当大的优势。他说到:“科学家们一直在努力开发可行的技术以用于在火星表面生产类似混凝土的材料,但我们在此之前从未想过问题的答案就存在人类体内。”

科学家们通过计算得出,在执行为期两年的火星地表任务期间,六名宇航员一共可以生成超过 500 公斤的高强度 AstroCrete。科学家们研究了血液结合机制,他们发现血液蛋白质变性后或出现“凝结”现象并由此形成一种扩展结构,其可以与其他材料紧紧地结合在一起。罗伯茨博士解释称:“这一理念的应用前景令人热血沸腾。”

此外,动物血液在历史上曾经被用作砂浆的粘合剂,对此罗伯茨博士向记者说到:“令人兴奋的是,人类在太空时代遭遇的重大挑战可能因为中世纪技术的灵感进而找到解决方案。”

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关键词:太空火星混凝土

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