英国新研发宇宙混凝土 或有助于火星移民建设

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【大纪元2023年04月01日讯】(大纪元专题部记者吴瑞昌编译报导)目前的太空基础建设材料非常昂贵,需要更便宜且容易取得的材料来取代。英国一所大学做出一款便宜的“宇宙混凝土”,可能有助于马斯克实行他的火星移民计划。

拥有近200年历史的英国曼彻斯特大学(University of Manchester)新开发出由地外(地球外)尘埃、马铃薯淀粉和少许盐制成的“宇宙混凝土”,不仅材料取得方便,且建造出来的建筑强度比常用的混凝土高出两倍,非常适合用于火星上建设。该项发明在今年3月中旬被刊登在《开放工程》期刊上。

过往该研究团队使用宇航员的血液和尿液作为混凝土的黏合剂。他们发现人血中主要的人血清白蛋白(HAS)、尿液中的尿素和地外尘埃进能够进行良好的结合,成为抗压强度约为40兆帕(MPa)的材料。

尽管其强度优于地球常用混凝土的32 MPa,但太空中缺少食物和水,若定期抽取宇航员的血液和尿液,则严重威胁到宇航员生活。

研究团队想到用淀粉(碳水化物)作为黏合剂,原因是工业上常用淀粉作为制造纸张、纸板和纺织品等产品的黏合剂。例如,玉米淀粉可以和沙子、石灰石粉混合,做出抗压强度为30 MPa的材料,但容易受潮湿的环境影响。

科学家知道火星上水分有限,因此利用宇航员食用的马铃薯淀粉作为混凝土的黏合剂。他们将普通马铃薯淀粉、模拟火星尘埃、从火星上表面或宇航员眼泪中获得的盐分一同混合,最终生产出宇宙混凝土“StarCrete”。盐分(主要是氯化镁)的作用主要是提高StarCrete的强度。

该种材料经过测试,抗压强度为72 MPa,若使用月尘制成StarCrete,强度更是可达91 MPa。月球和火星StarCrete的抗弯强度分别为2.1 MPa和8.4 MPa,也比普通混凝土(2.5~4.5 MPa)要高。

另外,该团队计算出,一袋25公斤的脱水马铃薯,含有的淀粉足以生产近半吨StarCrete,这些StarCrete可以做出213块砖。建造一栋三室一厅的房子需要大约7,500块砖,只需要880公斤的脱水马铃薯。

该大学未来生物制造研究中心的研究员兼该项目的首席研究员阿莱德·罗伯茨(Aled Roberts)博士对曼彻斯特大学新闻社表示,“目前的建筑技术,在太空中仍需要大量的能源、重型加工设备,而这些都增加建筑成本和复杂性。但StarCrete不需要这些,它还简化了建筑成本和时间。”

目前,科学家正在探索和改进StarCrete,希望下一阶段将StarCrete从实验室转到实际应用上,并探讨其全部潜力和局限性,进一步测试StarCrete在高温、高辐射和低压环境下的寿命。

科学家们希望StarCrete建材未来能用于地球上并取代传统混凝土。水泥和混凝土的生产过程通常需要非常高的燃烧温度和大量能量,而StarCrete能够在家庭烘焙箱或微波炉中进行制作,这大大降低了生产成本和难度,且更具有环保的特性。◇

责任编辑:连书华

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