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未来的火星殖民者能用自己的血建造混凝土栖息地吗?

谈谈血月

未来的火星殖民者能用自己的血建造混凝土栖息地吗?

从火星全球勘测者号宇宙飞船上看到的火星模拟视图(NASA/Unsplash)

美国国家航空航天局、比亚克英格尔集团(),搜索+和Apis Cor,以及许多其他政府机构和设计公司最近有关于3D打印的提议吗火星人栖息地来自当地的风化层。这些方案都集中在易于运输的方法建设用已经在火星上的材料建造重要的基础设施,保护宇航员免受辐射。但如果有一种建筑材料的来源被太空机构忽视了呢?一个更…可持续发展的比传统的水泥或砖?

根据一项发表于今日材料9月10日,人类血液作为粘合剂与火星土壤形成了一种抗压强度与地面混凝土相当的生物复合材料,从尿液、眼泪和汗水中提取的尿素创造了一种抗压强度比地面混凝土高300%的生物复合材料。典型的地面混凝土可以承受大约20到32兆帕的压力,而研究人员生产的“血液混凝土”的抗压强度达到25兆帕。尿素混合物承受的压力高达39.7 MPa,两种复合材料都适用于3 d打印技术

研究团队将生物复合混凝土的效果与其他几种替代方案进行了比较,如蜘蛛丝粘结混凝土(发现蜘蛛的织带太难以养殖)和融化和浇筑的风化层,虽然在550兆帕的强度下要强几个数量级,但生产这种材料的能源需求是不可实现的。以牛为基础的生物复合材料也被考虑过,但运输和照顾牛的明显困难和费用也排除了这个选择,尽管牛奶和皮革等副产品有自己的价值。

这种材料强度的关键是人血清白蛋白(HSA),一种在血浆中发现的蛋白质。当蛋白质变性(或凝结)时,它与风化层结合,充当材料的基质。因为尿素能使蛋白质变性,所以在混合物中加入尿素能更快地分解HSA,并进一步强化合成的“混凝土”。

将血液、汗水和眼泪混合到建筑材料中并不是一个新的或新奇的想法;罗马人混合了动物的血在混凝土中形成小的气穴,使结构可以安全地冷冻和解冻,而不会造成损坏。骨瓷,顾名思义,使用煅烧牛骨的骨灰来制造轻质、高强度的瓷器。当然,从这些材料中人类可能会造成心理障碍,研究人员在HSA生物复合材料的负面栏中指出了这一因素。该报告估计,殖民地居民需要每两周献血一次,才能制造出所需数量的HSA,而6名殖民地居民在两年的任务期间献血,可以制造出高达1100磅的高强度生物复合材料。

当然,所有这些研究都是在火星风化层类似物上完成的,因为该团队缺乏第一手材料的样本。这种新颖的方法完全有可能在火星(或月球,因为该团队也预计它将适用于月球风化层)上不起作用,但只有现实世界的实验才能证明这一点。

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