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马铃薯+盐巴 火星建房不是梦

2023年04月2日

 这是制作成本最低
的太空建材

3月16日,曼彻斯特大学发表最新文献,指目前在太空建造基础设施,价格高昂难以实现,未来太空建设需依赖“在地”或者“容易获得”的简单材料。研究团队发现一种名为“StarCrete”的新材料,可在火星造房。

“StarCrete”是怎么样制作的呢?科学团队混合了马铃薯淀粉和少许盐来模拟火星土壤,继而研发出类似混凝土的材料。经测试发现,这种材料制造出来的房屋强度,是普通混凝土的两倍,非常适用于“地外环境”的施工。

另外,有研究人员在Open Engineering杂志证明,马铃薯淀粉与模拟的火星尘埃混合能充当“粘合剂”。经测试,“StarCrete”的抗压强度为72兆帕(MPa),比普通混凝土的32兆帕,高出2倍以上。如果是由仿月球尘埃制成的“StarCrete”,强度更超过91兆帕。

英国曼大研究团队使用了不同的外太空尘埃,制成各种太空混拟土。 (取自曼大网站)

过去,研究人员曾指出,如果以太空人的血液和尿液作粘合剂,所得材料的抗压强度约为40兆帕,虽然效果比普通混凝土好,但是需要定期为太空人抽血。由于太空环境极为恶劣,直接使用马铃薯淀粉,相较容易且可行度高。

研究团队也计算出一袋约25公斤脱水马铃薯的淀粉含量,足以生产近半吨的“StarCrete”,或213块砖。要建一间3房屋子,则需要约7500块砖。而存在于火星表面或太空人眼泪中的盐(氯化镁),就能有效提高“StarCrete”强度。

这种新建材“StarCrete”的强度是普通混拟土的两倍

为了持续改良“StarCrete”,研究人员已成立一家创新公司DeakinBio,目标是将“StarCrete”材料从实验室应用在地球上。如果实验成功,势必成为传统混凝土的替代品。传统混凝土的制造过程,消耗非常高的能量,目前水泥和混凝土排放的二氧化碳,占全球排放量的8%。相比之下,“StarCrete”可以在“家庭烘焙”中制作,也就是只需要烤箱或微波炉,就能顺利制作“StarCrete”,不只节能,也环保。

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火星盖房子,人血最划算?!

2021年10月1日

这不是一部恐怖电影,
而是真的科学研究。

近来,“移民火星”成了火热的课题,美国国家航空航天局(NASA)更已经在研究用3D打印技术,用来在火星盖房子。

新浪科技引述公众号“科研圈”报道,英国曼彻斯特大学(University of Manchester)的科学家们的一项新研究显示,使用外星球的土壤和人类的血液、汗液与泪水,能制造一种类似混凝土的建材。

在9月10日在线发表于Materials Today Bio期刊的一篇论文中,科学家们实验证明,人类血液中的血清蛋白和存在于尿液、汗液或眼泪中的尿素结合后,可以将模拟的月球或火星土壤粘合起来,制造出一种比普通混凝土强度更高的材料。

使用模拟的火星土壤(左)和月球土壤合成的材料。

抗压强度更高

这种新材料被命名为AstroCrete,可以完美胜任地外建筑的建材。使用不同配方得出的抗压强度有差异,最高可达25 Mpa,与常见混凝土的20-32 Mpa大致相当。

如果加入尿液、汗水和眼泪排除的尿素,可以将抗压强度进一步提高300%以上,性能最好的材料的抗压强度接近40 Mpa。

研究参与者之一、来自曼彻斯特大学的 Aled Roberts博士表示:“科学家们一直在努力开发可行的技术来在火星表面生产类似混凝土的材料,但是我们却从未想到,答案可能一直在我们自己体内。”

宇航员捐血?

用牛血其实也可以,但要把牛送上去火星不太实际,科学家就想起了“就地取材”,也就是宇航员。

根据研究团队的计算,一个宇航员每周捐献血浆两次,可制成一块“标准红砖”,在为期两年的火星任务期间,6名宇航员总计可以生产超过 500 公斤的高强度 AstroCrete。

如果将它们用作砂浆,来粘合沙袋或者用风化层材料烧制成的砖块,那么可以扩建出再容纳一个宇航员的空间。

模拟火星土壤合成材料 3D 打印效果图。

当然,尽管和捐献全血相比,捐献血浆通常允许更短的时间间隔,但是根据英国的献血指导标准,符合条件的健康人每两周可捐献一次血浆,每次捐献一袋(560ml)。

此外,还需要研究在低重力环境中持续捐献血浆的长期健康影响,以及通过实验评估在不影响宇航员健康的情况下能够提取多少血清蛋白。

图片来源: Dr. Aled Roberts | Research Fellow Future Biomanufacturing Research Hub Manchester Institute of Biotechnology

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