3D列印+「撒尿和泥」，能建造月球基地？這種黑科技實在太騷了！

2023-04-01 04:28:18 1

「尿」和「泥」這兩個詞經常被用來描述過去70年或更久的童年記憶。然而，5月8日在歐洲空局網站上發表的一篇文章稱，該機構最近的一項研究表明，「撒尿和泥漿」將成為未來建造月球基地的一種非常有前途的方法，並且還可以大大提高月球基地抵禦惡劣環境的能力。

研究人員發現，添加尿素——人類尿液中發現的主要有機化合物——將使D印刷的月球土壤混凝土混合物在硬化前更具延展性，樣品可以很容易地成型並保持其形狀，重量高達其自身重量的10倍。凝固後，這種物質將在未來形成一個更強大的月球基地。與其他常用增塑劑(如萘或聚羧酸鹽)相比，尿素效果更好，減少了對水的需求。

「與其他材料相比，我們對尿素新配方帶來的高強度印象尤其深刻，所有材料都可以在月球表面局部獲得，」該項研究的發起者、歐洲空局高級概念小組瑪麗斯·阿赫霍夫(maryse Ahrnhoff)說。只有月球表面可用的材料被用來建造月球基地，這是一種稱為就地資源利用的方法，將儘可能減少從地球發射材料的需要。

3D列印月球土壤混凝土的主要成分是粉末狀土壤，在月球表面隨處可見，稱為月球風化層，使用人類尿液也減少了配方中所需的水量。多虧了未來的月球居民和太空人，每人每天1.5升的液體廢物可能會成為「泰空號」探索的一個有希望的副產品。「尿素便宜且容易獲得，但它也有助於製造月球基地的固體建築材料，」瑪麗斯指出。

為什麼是尿素？尿素是人類尿液中僅次於水的最豐富的成分。尿素可以破壞氫鍵，降低流體混合物的粘度。尿液還含有鈣礦物質，有助於治療過程。尿素在地球上以工業規模生產，被化工和醫藥公司廣泛用作工業肥料和原材料。瑪麗斯說:「太空人的尿液基本上可以直接用於未來月球基地的建設，只要水分含量稍加調整。這非常實用，避免了在太空中建立複雜的水循環系統」

試驗證明，摻入尿素的混凝土能夠承受諸如真空和極端溫度空等惡劣條件。這兩個因素對月球表面建築材料的物理和機械性能影響最大。所有樣品都受到真空和凍融循環的影響，以模擬月球周圍晝夜溫度的急劇變化，變化範圍為-171℃至114℃。樣品暴露的溫度範圍為114℃至-80℃，表明材料在較低溫度下表現良好。

研究結果是由荷蘭歐洲局的研究人員與挪威、西班牙和義大利的大學密切合作完成的。它不僅能給空之間的探索帶來有價值的結果，而且能給地球上的技術應用帶來有價值的結果。例如，該配方也適用於製造耐火和耐熱無機聚合物。未來，該團隊將研究和推廣這種新材料的「尿和泥」。除了堅固和適應高溫和低溫，它還能抵抗太空的電離輻射。

目前。世界太空強國對探索和開發月球表現出極大的興趣。他們的目標不僅是實現載人登月，還要建立一個半永久性的月球基地，甚至一個陸月經濟區。例如，5月6日，美國總統川普希望通過「國家間雙邊合作協議」，在未來的美國月球基地周圍建立一個專屬「安全區」。「阿爾特彌斯空協議計劃」顯然排除了中國和俄羅斯。然而，2019年11月，中國航天科技集團科技委員會主任包為民透露，應努力在本世紀中葉建成一個10萬億美元的陸月經濟區。