2021-10-09 13:58

未来太空混凝土使用宇航员的血液

Fingers in bright green plastic glove hold small co<em></em>ncrete cylinders, one reddish and the other gray.

为了在火星或月球上建造人类栖息地,我们必须克服昂贵的工程挑战。从地球运输建筑材料既费时又昂贵。英国曼彻斯特大学的科学家们于2021年9月13日宣布,他们已经找到了一个独特的解决方案。它包括将在火星和月球上发现的岩石和尘埃与鲜血、汗水和泪水结合在一起。这听起来可能不太卫生,但这种不同寻常的太空混凝土可以用来为未来的宇航员在这些星球上生活和探索创造家园。

成功的新实验表明,这种材料实际上是可以制造出来的。科学家们于2021年9月10日在《今日生物材料》杂志上发表了这项新的同行评议研究。

如何使空间具体化

那么,他们是如何制造这种名为AstroCrete的奇特混凝土的呢?在这项研究中,研究人员将模拟的火星或月球尘埃与人类血液、尿液、汗水和眼泪中的化合物结合起来。结果取得了巨大的成功,生产出了一种比普通混凝土更坚固的混凝土。有趣的是,研究人员发现血浆中的蛋白质——人类血清白蛋白——可以作为模拟月球或火星尘埃的粘合剂。研究人员在论文中写道:

从本质上说,宇航员在体内产生的人类血清白蛋白可以在半连续的基础上提取,并与月球或火星的风化层结合,“从血液中获得石头”,这是谚语的另一种说法。

我们相信,人类血清白蛋白地外风化层生物复合材料可能在新生火星殖民地中具有重要作用。

Small brown hollow 'chimney' of space concrete, built up on a me<em></em>tal surface, with a ruler next to it.

该材料的抗压强度高达25 MPa(兆帕),与普通混凝土20-32 MPa的抗压强度大致相同。然而,科学家通过添加尿素(人体产生的一种生物废物,通过尿液、汗液和眼泪排出),将强度提高了300%以上。这相当于40 MPa,明显强于普通混凝土。

新公司nstruction技术

据曼彻斯特大学的Aled Roberts称,这项新技术是解决火星和月球上建筑问题的一种新方法:

科学家们一直在努力开发可行的技术,在火星表面制造类似混凝土的材料,但我们从未停下来思考,答案可能一直就在我们体内。

Space concrete: Tousle-haired man with eyeglasses in suit and tie, with blurry background.

科学家估计,在火星表面停留6个月,6名宇航员可以生产500多公斤的AstroCrete(半吨多)。如果把混凝土用作沙袋或热熔风化层砖的砂浆,那么每个宇航员都可以生产出足够的AstroCrete来扩大栖息地,以支持额外的一名宇航员。

历史上的优先级

使用人体血液或其他体液的想法可能看起来很奇怪或令人不快,但在历史上也有类似的先例。据罗伯茨说,动物的血曾被用作粘合剂来制作砂浆:

令人兴奋的是,太空时代的重大挑战可能已经找到了基于中世纪技术灵感的解决方案。这个概念简直令人毛骨悚然。

这项新研究是去年一项研究的后续,在那项研究中,一个国际科学家团队发现尿素有助于塑化混凝土。这使得它不那么脆,更有弹性,最终形成一种更坚硬的材料,能够更好地承受机械应力。

Many small floating red disks.
Astronauts, a rover and small cylindrical modular buildings on Mars.

空间混凝土的未来展望

虽然还需要进一步的研究,但上述新技术仍有前景。正如论文所指出的:

为了确定这一概念的可行性,还需要进行大量的进一步研究,特别是在模拟火星条件(极端热循环、低压、高辐射等)下的疲劳和耐久性评估,以及在低重力环境下持续提供等离子体对健康的长期影响。还需要通过实验确定可从宇航员身上提取而不影响其健康的人体免疫球蛋白的数量,并应探索其他选择(例如使用植物蛋白)。尽管如此,我们相信hsa - erb可能在火星的新生殖民地中发挥重要作用,但随着它们的成熟,最终将被多功能生物反应器或其他技术所取代。

概要:英国曼彻斯特大学的科学家们已经开发出一种太空混凝土——使用灰尘和人类血液——它可以用于未来人类在火星或月球上的栖息地。

资讯来源:http://www.manyushijia.com/