科學家們設計出使用以行星礦物以及馬鈴薯為原料的3D打印免烤磚
科學家們正在進行一場與眾不同的太空競賽,工程師們試圖破解在其他天體上建造的最佳方式的密碼。在月球上建造的概念包括使用月塵和可以發電的材料,而對於火星,科學家們已經探索了免烤磚和使用行星礦物的3D打印磚。
現在,由早先開發出用血液、尿液和火星泥土製成的AstroCrete的團隊,又推出了稍顯可口的StarCrete,由地外灰塵、馬鈴薯澱粉和少量鹽製成。該團隊說,它足夠堅固,可以在地球上建造房屋。
測試時,StarCrete的抗壓強度為72兆帕(MPa),是普通混凝土(32MPa)韌性的兩倍多。當用月塵製造時,StarCrete達到91兆帕以上。該團隊之前的AstroCrete約為40兆帕,但有一個缺點,即需要血液作為材料來生產建築材料( 之前研發的”宇宙混凝土”可以用火星土壤和宇航員的血液在現場製作)。
這個項目的首席研究員Aled Roberts說:”由於我們將生產澱粉作為宇航員的食物,所以將其作為結合劑而不是人血是有意義的。”而且,目前的建築技術仍然需要多年的發展,需要相當多的能源和額外的重型加工設備,這些都增加了任務的成本和復雜性。StarCrete不需要這些,因此它簡化了任務,使其更便宜、更可行。
他補充說:”無論如何,宇航員可能不希望住在由痂皮和尿液製成的房子裡。”
在太空中建設的許多挑戰之一是,它將需要在現場產生的具有成本效益的建築材料;將傳統的磚塊和砂漿運出這個星球將是非常昂貴的。
研究人員發現,一袋(55磅/25公斤)脫水土豆(薯片)所含的澱粉足以生產近半噸的StarCrete,或213塊磚。作為參考,一個三居室的房子大約有7500塊磚。
隨處可見的薯片正在展示其作為新建築材料粘合劑的實力
該團隊使用模擬的火星土壤與澱粉混合,並發現加入一種常見的鹽,氯化鎂,大大改善了他們的磚的強度。這可以從火星表面獲取–甚至從宇航員的眼淚中獲取。
研究人員最近成立了可持續建築材料科技公司DeakinBio,他們現在希望將他們的生物複合建築材料帶出實驗室,並為對水分敏感的澱粉粘合劑找到一個強有力的解決方案,以使StarCrete對地球友好。
全球約有8%的二氧化碳排放來自於水泥和混凝土的生產,一個強大的綠色替代品可能也是這個星球上受歡迎的東西。
這項研究發表在《開放工程》雜誌上。