Post by 橡皮泥 on 2020-05-17
来源：cnBeta.com
据外媒报道，欧洲航天局(ESA)正在探索如何将宇航员的尿液转化为一种有价值的建筑材料，用以建造更坚固的3D打印月球基地。跟NASA一样，ESA也希望有朝一日能在月球上建造建筑物，在月表建造坚固的宇航员基地。
这一设想的最大挑战之一就是原材料。需要合适的建筑材料来保护宇航员免受辐射和真空的侵害，同时材料还要足够稳定以能承受强烈的温度波动、微陨石和辐射。虽然已经有几个项目在探索3D打印技术，将其作为一种快速、灵活地构建各种结构的方法，但科研人员仍希望能避免从地球上为该过程运输材料，因为这样会使建造过程更方便。
ESA的想法是使用一种类似混凝土的月表岩屑聚合物，可以通过3D打印机挤出来，然后形成固体用于建造。然而打印这种材料有一种成分是必要的，那就是某种增塑剂。通常情况下会选择萘或聚羧酸盐，以此来减少混合物中对水的需求。
月球本身的土壤即月球表岩屑可以作为3D打印的主要材料，但传统的增塑剂需要从地球上提取。据NASA估计，将一磅材料送入轨道的成本约为1万美元，这对任何有用的月球基地来说都是不现实的。
尿素是人类尿液中含量仅次于水的成分，ESA的新研究表明，尿素实际上是一种很好的增塑剂。尿素不仅可以分解氢键降低流体粘度，另外尿液中的钙矿物还可以改善月球地聚合物的固化过程。
“我们希望宇航员的尿液在未来的月球基地也能像现在一样被利用，只需对水的含量做一些小的调整，”该研究的发起者和合著者、ESA高级概念小组成员Marlies Arnhof解释称，“这非常实用，避免了在太空中水回收系统的进一步复杂化。”
据了解，平均每位宇航员每天产生超过1700毫升的液体废物。既便宜又易得，在混合中的效用也非常高。样品是用模拟的月球土壤制作，并经受真空和冻融循环，这跟月球混凝土在月球上可能面临的情况类似。
ESA研究小组发现，使用尿素的样品在混合后不久就能承受很重的重量，对其形状几乎没有影响。这是关键，因为3D打印将有效地从下往上分层结构。
不过在实现之前研究人员还需要做很多的工作，比如极端条件的进一步测试，这项工作ESA目前正在进行中。另外他们还要研究月球上发现的玄武岩纤维是否可以用来加固月球混凝土使其更加坚固并增加其形状和结构的灵活性。
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