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太空“經(jīng)濟適用房”要來了?科學家發(fā)明特殊混凝土材料

更新時間:2021-09-26 10:33:42 點擊數(shù):2593

    據(jù)國外媒體報道,將一塊磚塊運到火星上的成本可能超過100萬英鎊,這使得未來建造火星殖民地的成本高到令人望而卻步。不用怕!英國曼徹斯特大學的科學家們現(xiàn)在開發(fā)出一種特殊的太空混凝土材料,這種材料是由外星塵埃以及宇航員的血液、汗水和眼淚制成的混凝土材料。最重要的是,這種材料的成本低,完美解決了建造成本高的問題,讓未來打造太空“經(jīng)濟適用房”有了可能性。

    據(jù)報道,在當?shù)貢r間9月13日發(fā)表在《Materials Today Bio》上的研究成果中,研究人員將一種來自人類血液的蛋白質與產(chǎn)自尿液、汗液或眼淚的化合物結合,這種合成材料可以將月球或火星模擬土壤粘合在一起,由此產(chǎn)生一種比普通混凝土更堅固的材料,非常適用于在外星環(huán)境中建設“經(jīng)濟適用房”。


    眾所周知,將地球上的建筑材料運送至太空要花費巨大的代價,這意味著未來的火星殖民者不可能隨身攜帶所需要的建筑材料,而必須利用他們在火星上所獲得的資源投入施工建設。這種方式被稱為現(xiàn)場資源利用(或 ISRU),其通常側重于松散巖石和火星土壤(稱為風化層)的使用。然而,人們似乎忘記了還有一種資源,其存在于所有載人航天任務中,這便是宇航員本身產(chǎn)生的體液、太空生活垃圾等“資源”。

    根據(jù)這項新發(fā)明,科學家們證明了人類血漿中的一種常見蛋白質——人血清白蛋白可以作為月球或火星模擬塵埃的粘合劑,由此產(chǎn)生出一種類似混凝土的材料。這種新材料被命名為AstroCrete,其具有高達25MPa(兆帕)的抗壓強度,而普通混凝土的抗壓強度在20到32 MPa之間。科學家們還發(fā)現(xiàn),在將尿素(人體通過尿液、汗水和眼淚產(chǎn)生或排泄的生物廢物)加入AstroCrete之后,后者可以進一步將抗壓強度提高 300% 以上,其中表現(xiàn)最好的AstroCrete的抗壓強度近40MPa,遠超普通混凝土。這也意味著宇航員本身產(chǎn)生的體液等“資源”可以再利用。

    參與該項目的英國曼徹斯特大學的愛立德·羅伯茨博士向記者表示,與其他許多擬在月球和火星實施的建造技術相比,AstroCrete具有相當大的優(yōu)勢。他說到:“科學家們一直在努力開發(fā)可行的技術以用于在火星表面生產(chǎn)類似混凝土的材料,但我們在此之前從未想過問題的答案就存在人類體內(nèi)。”

    科學家們通過計算得出,在執(zhí)行為期兩年的火星地表任務期間,六名宇航員一共可以生成超過500公斤的高強度AstroCrete。科學家們研究了血液結合機制,他們發(fā)現(xiàn)血液蛋白質變性后或出現(xiàn)“凝結”現(xiàn)象并由此形成一種擴展結構,其可以與其他材料緊緊地結合在一起。羅伯茨博士解釋稱:“這一理念的應用前景令人熱血沸騰。”

    此外,動物血液在歷史上曾經(jīng)被用作砂漿的粘合劑,對此羅伯茨博士向記者說到:“令人興奮的是,人類在太空時代遭遇的重大挑戰(zhàn)可能因為中世紀技術的靈感進而找到解決方案。”


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