火星和月球沙子可用于太空定居点建筑材料

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作者:Skye Jacobs,发布日期:2024 年 10 月 6 日,11:04

火星和月球沙子可用于太空定居点建筑材料

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这些砖块同样适用于地球建筑。

重要性: 随着太空机构和私人公司计划在月球和火星上建立殖民地,能够在现场生产建筑材料将至关重要。最近在这一领域的突破使人类更接近实现可持续太空定居点的现实。此外,这些发展有可能彻底改变地球上的建筑实践。

都柏林圣三一学院的研究人员发现了一种将火星和月球的沙子转化为固体砖块的方法,这将有助于在其他星球上建造未来的定居点。

该团队开发了一种使用碳纳米管将风化层(火星和月球表面的松散岩石、沙子和尘埃)粘合在一起的方法。这个过程需要低温和小能量,非常适合太空应用。

尽管这些砖块密度较低,但其强度接近花岗岩。事实上,这种方法生产的强度最高的砖块的抗压强度为 100 MPa,高于一些最好的地球混凝土。

这些风化层砖块的关键优势在于其导电性。这使它们能够作为内部传感器,监测外星建筑的结构健康。简单来说,它们可以检测到原本被认为是密封的空间结构开始失效的早期预警信号。

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这项研究的含义不仅限于太空探索。科学家们认为他们的发现可能对地球上的建筑行业有实际应用。通过在混凝土中加入类似的纳米材料石墨烯,其强度可以增加高达 40%。

这可能导致建筑所需的混凝土量大幅减少,从而可能降低混凝土制造行业目前占全球 CO2 排放量约 8% 的污染。

火星和月球沙子可用于太空定居点建筑材料

之前的研究也探讨了使用月球风化层制造用于宇宙建筑项目的砖块的可能性。

几年前,中佛罗里达大学的研究团队发现,利用月球风化层和盐水制成的砖块有助于 NASA 在月球上建立长期基地,包括现代月球小屋、漫游车和移动房屋。

中佛罗里达大学机械与航空航天工程系的副教授 Ranajay Ghosh 及其研究小组,创造了能够承受太空极端环境的 3D 打印月球风化层砖块。

为了制造这些砖块,Ghosh 的团队结合了 3D 打印和粘合剂喷射技术(BJT),这是一种增材制造方法,将液体粘合剂(在这种情况下是盐水)强制喷射到粉末床上。

‘在月球或火星上建造半永久性基地需要最大限度地利用当地材料,并尽量减少从地球运输的材料和设备,’圣三一学院项目负责人 Jonathan Coleman 表示。‘这将意味着对风化层和水的严重依赖,并辅以少量在地球上制造的添加剂。’

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