令人振奋!最新研究发现:宇航员的尿液可以用来建造月球基地

文章介绍了在寻找建立月球基地的建筑材料中,研究人员发现宇航员体内的尿素可以用来塑化用于在月球上建造建筑物的混凝土,使它们变得不那么脆弱和更灵活,从而导致更坚固的建筑。

令人振奋!最新研究发现:宇航员的尿液可以用来建造月球基地图源:维基百科

如果我们人类想要在月球上生活——我们正计划这样做——我们将不得不需要一种东西来让我们真正地居住在月球上。小型着陆器可能在短暂的阿波罗任务中发挥了重要的作用,但是对于更长期地停留,我们需要一些更持久的东西。

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由于把建筑材料运送到月球是一场昂贵的后勤噩梦,太空机构正在调查那些可以在原地找到的材料。

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具体来说,宇航员尿液中的尿素可以用来塑化用于在月球上建造建筑物所需要的混凝土,使其更柔韧不那么脆弱,从而使建筑更加坚固。

西班牙卡塔赫纳理工大学的材料科学家拉蒙帕米耶斯(Ramón Pamies)说:“为了制造用于月球上的地聚合物混凝土,我们的想法是利用月球表面的风化层(来自月球表面的松散物质)和一些地方存在的由冰化成的水。”

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“但更重要的是,通过研究发现,月球基地工作人员的尿液中的一些废物也可以被利用。尿液的两种主要成分是水和尿素,尿素分子可以破坏氢键,从而降低许多水混合物的粘度。”

地球上的科学家已经在进行实验,以确定哪些材料可以用来建造一个像样的月球基地。

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关于这个有几个方面需要考虑。月球的温度变化很大,从白天的120摄氏度(250华氏度)到晚上的-130摄氏度(-208华氏度)(在两极地区甚至更冷),所以所以建筑材料需要能够承受显著的热变化,同时使内部温度与外界隔绝开。

另外,如果没有大气层,月球表面会受到大量辐射;而且如果没有大气层,就无法燃烧任何一个像雨一样落向月球的岩石。据估计,每天有44000公斤(97000磅)的流星物质撞向地球,月球将不得不承受许多潜在的轰击。

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因此,既然尿素的特性众所周知,而且在任何地方都可以找到它,研究小组决定尝试使用月球模拟风化层和尿素来建造一些小型结构。他们用3D打印机构建了一个这种混合物的圆柱体,以确定尿素作为增塑剂的效果如何。

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他们还制造了用模拟风化层和聚羧酸盐、萘基超级增塑剂构成的圆柱体,以及一个完全没有任何增塑剂的圆柱体作为对照。通过对圆柱体进行一系列强度测试,结合8个冻融循环来代表月球上的温度波动,研究小组得以对结果进行比较。

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含有尿素和萘基增塑剂的混合物的3D印刷材料表现很好——它们足够“软”以至于可以在没有任何明显变形的情况下建立一个结构,也能在没有太大变形的情况下承受巨大的压力。

另一方面,含有聚羧酸盐的圆柱体和对照组在浇铸后太过坚硬、不易成型,即使在重量较轻的情况下也会出现明显的应力断裂。

研究小组还对经过一系列冻融循环后的试样进行了抗压测试,结果发现,尿素混合物的抗压强度“持续小幅度上升”。

宇航员的尿袋里似乎有很多尿。不过目前科学家们还要进行进一步研究,但或许可以将排出的尿液直接使用而不需要将尿素分离出来。

“我们还没有研究如何如何提取尿素,我们正在评估这是否真的必要,因为尿液中的一些其它成分或许也可以用来形成地聚合物混凝土,”挪威Kjniksen of stfold 大学的材料科学家安娜莱娜说。

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“通过与月球上可以获得的物质相混合,尿液中的水分可以用来制造这种混合物。或者把尿液中的水分和尿素联合使用。”

顺便说一下,阿波罗号的宇航员已经留下了一整箱尿。这当然比巴兹奥尔德林在月球上尿裤子更好……

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