英國(guó)新研發(fā)宇宙混凝土 或有助于火星移民建設(shè)
曼徹斯特科學(xué)家創(chuàng)造了一種名為StarCrete的新材料,它由外星塵埃,馬鈴薯淀粉和一小撮鹽制成,可用于在火星上建造房屋。
目前,在太空建設(shè)基礎(chǔ)設(shè)施費(fèi)用昂貴且難以實(shí)現(xiàn)。未來(lái)的太空建設(shè)將需要依靠宇航員容易獲得的簡(jiǎn)單材料,StarCrete提供了一種可能的解決方案。發(fā)明背后的科學(xué)家使用模擬的火星土壤與馬鈴薯淀粉和一小撮鹽混合,創(chuàng)造出強(qiáng)度是普通混凝土兩倍的材料,非常適合在外星環(huán)境中進(jìn)行建筑工作。
在《開(kāi)放工程》雜志上發(fā)表的一篇文章中,研究小組證明,普通馬鈴薯淀粉在與模擬火星塵?;旌蠒r(shí)可以作為粘合劑,產(chǎn)生類(lèi)似混凝土的材料。測(cè)試時(shí),StarCrete的抗壓強(qiáng)度為72兆帕(MPa),是普通混凝土中32 MPa的兩倍多。由月球塵埃制成的星凝巖甚至更強(qiáng),超過(guò)91 MPa。
這項(xiàng)工作改進(jìn)了同一團(tuán)隊(duì)以前的工作,他們使用宇航員的血液和尿液作為粘合劑。雖然所得材料的抗壓強(qiáng)度約為40 MPa,優(yōu)于普通混凝土,但該工藝的缺點(diǎn)是需要定期血液。當(dāng)在像太空這樣惡劣的環(huán)境中操作時(shí),這種選擇被認(rèn)為不如使用馬鈴薯淀粉可行。
“由于我們將生產(chǎn)淀粉作為宇航員的食物,因此將其視為粘合劑而不是人類(lèi)血液是有道理的。此外,目前的建筑技術(shù)仍然需要多年的發(fā)展,需要大量的能源和額外的重型加工設(shè)備,這都增加了任務(wù)的成本和復(fù)雜性。StarCrete不需要這些,因此它簡(jiǎn)化了任務(wù),使其更便宜,更可行。
“無(wú)論如何,宇航員可能不想住在由結(jié)痂和尿液制成的房子里,”未來(lái)生物制造研究中心研究員,該項(xiàng)目的首席研究員Aled Roberts博士說(shuō)。
該團(tuán)隊(duì)計(jì)算出,一袋(25公斤)脫水土豆(薯片)含有足夠的淀粉來(lái)生產(chǎn)近半噸的StarCrete,這相當(dāng)于超過(guò)213塊磚的材料。相比之下,一棟三居室的房子大約需要 7,500 塊磚來(lái)建造。此外,他們發(fā)現(xiàn)一種常見(jiàn)的鹽,氯化鎂,可以從火星表面或宇航員的眼淚中獲得,顯著提高了StarCrete的強(qiáng)度。
該項(xiàng)目的下一階段是將StarCrete從實(shí)驗(yàn)室轉(zhuǎn)化為應(yīng)用程序。羅伯茨博士和他的團(tuán)隊(duì)最近成立了一家初創(chuàng)公司迪肯生物(DeakinBio),該公司正在探索改進(jìn)StarCrete的方法,以便它也可以在地面環(huán)境中使用。
如果在地球上使用,StarCrete可以提供傳統(tǒng)混凝土的更環(huán)保的替代品。水泥和混凝土約占全球一氧化碳的8%2排放物作為制造過(guò)程需要非常高的燃燒溫度和能量。另一方面,StarCrete可以在普通烤箱或微波爐中以正常的“家庭烘焙”溫度制作,從而降低生產(chǎn)能源成本。
更多信息:Aled D. Roberts 等人,StarCrete:用于外世界建筑的淀粉基生物復(fù)合材料,開(kāi)放工程 (2023)。DOI: 10.1515/eng-2022-0390
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