英國新研發宇宙混凝土 或有助於火星移民建設

【2023年04月01日訊】(大紀元專題部記者吳瑞昌編譯報導)目前的太空基礎建設材料非常昂貴,需要更便宜且容易取得的材料來取代。英國一所大學做出一款便宜的「宇宙混凝土」,可能有助於馬斯克實行他的火星移民計劃。

擁有近200年歷史的英國曼徹斯特大學(University of Manchester)新開發出由地外(地球外)塵埃、馬鈴薯澱粉和少許鹽製成的「宇宙混凝土」,不僅材料取得方便,且建造出來的建築強度比常用的混凝土高出兩倍,非常適合用於火星上建設。該項發明在今年3月中旬被刊登在《開放工程》期刊上。

過往該研究團隊使用宇航員的血液和尿液作為混凝土的黏合劑。他們發現人血中主要的人血清白蛋白(HAS)、尿液中的尿素和地外塵埃進能夠進行良好的結合,成為抗壓強度約為40兆帕(MPa)的材料。

儘管其強度優於地球常用混凝土的32 MPa,但太空中缺少食物和水,若定期抽取宇航員的血液和尿液,則嚴重威脅到宇航員生活。

研究團隊想到用澱粉(碳水化物)作為黏合劑,原因是工業上常用澱粉作為製造紙張、紙板和紡織品等產品的黏合劑。例如,玉米澱粉可以和沙子、石灰石粉混合,做出抗壓強度為30 MPa的材料,但容易受潮濕的環境影響。

科學家知道火星上水分有限,因此利用宇航員食用的馬鈴薯澱粉作為混凝土的黏合劑。他們將普通馬鈴薯澱粉、模擬火星塵埃、從火星上表面或宇航員眼淚中獲得的鹽分一同混合,最終生產出宇宙混凝土「StarCrete」。鹽分(主要是氯化鎂)的作用主要是提高StarCrete的強度。

該種材料經過測試,抗壓強度為72 MPa,若使用月塵製成StarCrete,強度更是可達91 MPa。月球和火星StarCrete的抗彎強度分別為2.1 MPa和8.4 MPa,也比普通混凝土(2.5~4.5 MPa)要高。

另外,該團隊計算出,一袋25公斤的脫水馬鈴薯,含有的澱粉足以生產近半噸StarCrete,這些StarCrete可以做出213塊磚。建造一棟三室一廳的房子需要大約7,500塊磚,只需要880公斤的脫水馬鈴薯。

該大學未來生物製造研究中心的研究員兼該項目的首席研究員阿萊德·羅伯茨(Aled Roberts)博士對曼徹斯特大學新聞社表示,「目前的建築技術,在太空中仍需要大量的能源、重型加工設備,而這些都增加建築成本和複雜性。但StarCrete不需要這些,它還簡化了建築成本和時間。」

目前,科學家正在探索和改進StarCrete,希望下一階段將StarCrete從實驗室轉到實際應用上,並探討其全部潛力和局限性,進一步測試StarCrete在高溫、高輻射和低壓環境下的壽命。

科學家們希望StarCrete建材未來能用於地球上並取代傳統混凝土。水泥和混凝土的生產過程通常需要非常高的燃燒溫度和大量能量,而StarCrete能夠在家庭烘焙箱或微波爐中進行製作,這大大降低了生產成本和難度,且更具有環保的特性。

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