英國科學(xué)家開發(fā)“宇宙混凝土” 可在外星環(huán)境中建筑工程

向火星運送一塊磚的費用可能超過100萬英鎊——這使得未來在火星上建造家園的成本高得令人望而卻步。據(jù)《今日材料Bio》雜志近日發(fā)表的研究，英國曼徹斯特大學(xué)的科學(xué)家們現(xiàn)已開發(fā)出一種可能克服這個問題的方法：創(chuàng)造一種類似混凝土的材料，這種材料由外星塵埃以及宇航員的血液、汗水和淚水組成。

在這項研究中，來自人類血液的一種蛋白質(zhì)與尿液、汗液或淚水中的一種化合物相結(jié)合，可以將模擬的月球或火星土壤粘合在一起，生產(chǎn)出一種比普通混凝土更堅固的材料，非常適合在外星環(huán)境中進行建筑工程。

這種方法早已有之，被稱為原位資源利用，通常側(cè)重于對松散巖石、火星土壤(稱為風(fēng)化層)和稀疏的水沉積物的使用。然而，還有一種被忽視的資源，那就是宇航員本身。

科學(xué)家們此次證明了血漿中的一種常見蛋白質(zhì)——人血清白蛋白可以作為模擬月球或火星塵埃的黏合劑，從而制造出一種類似混凝土的材料。由此產(chǎn)生的新材料，被稱為“宇宙混凝土”，抗壓強度高達25兆帕，與普通混凝土中所見的20—32兆帕的抗壓強度大致相同。

科學(xué)家們進一步發(fā)現(xiàn)，加入尿素可以將抗壓強度進一步提高300%以上，性能最好的材料的抗壓強度幾乎達到40兆帕，大大超過普通混凝土的抗壓強度。

科學(xué)家們計算出，以6名宇航員在火星表面執(zhí)行為期兩年的任務(wù)來計算，期間可以生產(chǎn)出500多公斤的高強度“宇宙混凝土”。如果將其用作沙袋或熱熔風(fēng)化層磚的砂漿，每個宇航員都可以生產(chǎn)出足夠的“宇宙混凝土”來擴大棲息地，使每次連續(xù)任務(wù)的可用住房增加一倍，可支持額外的宇航員。

歷史上，動物血也被用作砂漿黏合劑。科學(xué)家們研究了潛在的結(jié)合機制，發(fā)現(xiàn)血液蛋白變性或“凝結(jié)”可形成一種具有相互作用的擴展結(jié)構(gòu)，這種被稱為“β-折疊”的相互作用，可將材料緊密地結(jié)合在一起。

參與該項目的曼徹斯特大學(xué)的阿萊德·羅伯茨博士表示，令人興奮的是，太空時代的一個重大挑戰(zhàn)可能是在中世紀技術(shù)的啟發(fā)下找到了解決方案。而“這個概念簡直令人毛骨悚然。”(科技日報實習(xí)記者 張佳欣)