英国学者用人血造出新型混凝土:宇航员一周捐血两次,就能在火星盖出房子
Source: | Author:冰冰帮生活 | Published time: 2021-09-16 | 1265 Views | Share:
根据研究团队的计算,一个宇航员每周捐献血浆两次,可制成一块“标准红砖”,在为期两年的火星任务期间可以扩建出再容纳一个宇航员的空间。

该团队研究发现,存在于人类血液中的血清蛋白和存在于尿液、汗液或眼泪中的尿素结合后,可以将模拟的月球或火星土壤粘合起来,制造出一种比普通混凝土强度更高的材料。这种材料可以完美胜任地外建筑的建材。

不携带建筑材料登陆火星,只能就地取材去修建建筑和庇护所,这种方式被称为“就地资源利用”(in-situ resource utilisation ,简称 ISRU)。该方法的关键在于如何利用松散的岩石和火星表面的土壤(又叫风化层),以及珍稀的水储备。然而,有一种实际上存在于任何一次载人任务中的资源却长期以来都被忽视了,那就是宇航员们本身。

在 9 月 10 日在线发表于Materials Today Bio期刊的一篇论文中,科学家们实验证明,大量存在于人类血浆中的人血清白蛋白(HSA)可以作为一种粘合剂,将模拟的月壤和火星土壤制成一种类似混凝土的材料。得到的这种新材料被命名为 AstroCrete,使用不同配方得出的抗压强度有差异,最高可达 25 Mpa,与常见混凝土的 20-32 Mpa 大致相当。

其实使用牛血清白蛋白也是可以的,但额外将牛送到火星不太划算。

科学家们还发现,加入尿素(一种人体通过尿液、汗水和眼泪排出的代谢废物)可以将抗压强度进一步提高 300% 以上,性能最好的材料的抗压强度接近 40 Mpa,大大强于普通的混凝土。研究参与者之一、来自曼彻斯特大学的 Aled Roberts 博士表示,与其他许多计划应用在月球和火星上的建造技术相比,这项新技术具有相当明显的优势。

“科学家们一直在努力开发可行的技术来在火星表面生产类似混凝土的材料,但是我们却从未想到,答案可能一直在我们自己体内,”他说。

材料制成后需要在 4 °C 保存,48 小时内使用完毕,在 65°C 下放置一夜即可固化。该研究还证明,这样合成的材料具备应用于 3D 打印的潜力。由于缺乏合适的 3D 打印设备,研究团队将材料装进一支注射器,模拟了 3D 打印的过程。

模拟火星土壤合成材料 3D 打印效果图。图片来源:Dr. Aled Roberts| Research Fellow Future Biomanufacturing Research Hub Manchester Institute of Biotechnology

科学家们计算得出,一升人类血浆所包含的血清蛋白可制造约 300 克此类地外风化层生物复合材料(extraterrestrial regolith biocomposites)。如果每周献血两次,每个宇航员一周可以制造约 2.5 千克材料,相当于一块标准的粘土红砖。在为期两年的火星任务期间,六名宇航员总计可以生产超过 500 公斤的高强度 AstroCrete。如果将它们用作砂浆,来粘合沙袋或者用风化层材料烧制成的砖块,那么每个人生产的 AstroCrete 都足以为营地扩建出容纳一名新宇航员的空间,也就是说一次任务可以将整体的居住空间翻一番。

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