外太空经济适用房科学家利用太空尘埃和宇航员血液开发宇宙混凝土

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将一块砖运到火星的成本估计约为 200 万美元,这意味着未来的火星殖民者不能随身携带他们的建筑材料,而必须利用他们在现场获得的资源进行建筑和庇护。这被称为原位资源利用(或 ISRU),通常侧重于松散岩石和火星土壤(称为风化层)和稀疏水沉积物的使用。然而,根据定义,有一种被忽视的资源也可用于任何载人航天任务:船员本身。

在今天发表在《今日材料生物》杂志上的一篇文章中,科学家们证明了血浆中的一种常见蛋白质——人血清白蛋白——可以作为模拟月球或火星尘埃的粘合剂,产生一种类似混凝土的材料。由此产生的新型材料,称为 AstroCrete,具有高达 25 MPa(兆帕)的抗压强度,与普通混凝土中的 20-32 MPa 大致相同。

然而,科学家们发现,加入尿素——一种身体产生并通过尿液、汗水和眼泪排出的生物废物——可以进一步将抗压强度提高 300% 以上,其中性能最好的材料具有抗压强度近 40 兆帕,大大强于普通混凝土。

参与该项目的曼彻斯特大学的 Aled Roberts 博士表示,与月球和火星上的许多其他拟议建造技术相比,这项新技术具有相当大的优势。

“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,但我们从未停止认为答案可能一直在我们体内,”他说。

科学家们计算出,在为期两年的火星表面任务期间,六名宇航员可以生产超过 500 公斤的高强度 AstroCrete。如果用作沙袋的砂浆或热熔风化层砖,每个机组人员可以生产足够的 AstroCrete 来扩大栖息地以支持额外的机组人员,从而使每个连续任务的可用住房增加一倍。

动物血历来被用作砂浆的粘合剂。“令人兴奋的是,太空时代的一项重大挑战可能已经根据中世纪技术的灵感找到了解决方案,”罗伯茨博士说。

科学家们研究了潜在的结合机制,发现血液蛋白质变性或“凝结”,形成一种扩展结构,具有称为“β片层”的相互作用,将材料紧紧地结合在一起。

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