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宇航员可以使用令人惊讶的成分来建造月球基地-他们自己的尿液

时间：2022-04-10 10:25:06 来源：

未来的月球基地可以使用3D打印机建造，这些打印机可以混合月球，水和宇航员的尿液等材料。

主要太空机构计划在月球上架设的模块可能包含人类殖民者自己贡献的元素：尿液中的尿素。欧洲研究人员发现，它可用作结构混凝土中的增塑剂。

美国宇航局，欧洲航天局（ESA）及其中国同行计划在未来几十年内建造月球基地，这是一项更广泛的太空探索计划的一部分，该计划会将人类带到更遥远的目的地，例如火星。

然而，月球的殖民化带来了诸如高辐射水平，极端温度，陨石轰炸和后勤问题等问题：尽管可能没有必要，但如何将建筑材料运到那里。

从地球到太空运输约0.45千克的成本约为10,000美元，这意味着以这种方式在我们的卫星上构建完整的模块将非常昂贵。这就是为什么太空机构正在考虑使用月球表面的原材料，甚至宇航员自己可以提供的原材料（例如尿液）的原因。

用于打印3D样本的设备。

来自挪威，西班牙，荷兰和意大利的科学家与ESA合作进行了几次实验，以验证尿素尿素作为增塑剂的潜力，该尿素可掺入混凝土中以软化初始混合物并使其更柔韧在它变硬之前。详细信息发布在《清洁生产杂志》上。

一位作者解释说：“要制造用于月球的地聚合物，其想法是利用那里的物质：重新粉饰（月球表面的松散物质）和冰中的水。”卡塔赫纳理工大学（穆尔西亚）教授拉蒙·帕米斯（RamónPamies）使用X射线衍射对样品进行了各种分析。

“此外，”他补充说，“通过这项研究，我们发现还可以使用废物，例如占领月球基地的人员的尿液。这种体液的两个主要成分是水和尿素，这是一个允许氢键断裂的分子，因此会降低许多水性混合物的粘度。”

研究人员使用ESA开发的类似于月牙石的材料，再加上尿素和各种增塑剂，使用3D打印机制造了各种“泥浆”圆柱体，并对结果进行了比较。

测试以查看形成具有3％尿素的材料混合物（样品U）和另一种具有3％萘（一种普通的增塑剂）的混合物（样品N）的能力。

在Østfold大学学院（挪威）进行的实验表明，携带尿素的样品具有很重的重量，并且形状几乎保持稳定。一旦加热到80°C，它°们的电阻也会被测试，甚至在像月球一样的八个冻融循环后，甚至会增加。

“我们尚未评估尿液中尿素的提取方法，因为我们正在评估这是否真的必要，因为也许它的其他成分也可以用于形成地质聚合物混凝土，”该研究人员中的一位说。挪威大学Anna-LenaKjøniksen，他补充说：“尿液中的实际水可以与月球上获得的水一起使用，或两者结合使用。”

科学家们强调，需要进行进一步测试，以找到最适合月球基地的建筑材料，并使用3D打印机在月球基地批量生产这种材料。

参考：希玛·皮列瓦尔（Shima PIlehvar），玛丽·阿恩霍夫（Marlies Arnhof），拉蒙·帕米斯（RamónPamies），卢卡·瓦伦蒂尼（Luca Valentini）和安娜·琳娜·科尼森（Anna-LenaKjøniksen），《清洁生产杂志》，《清洁生产杂志》，DOA：“月球上使用尿素作为月球地聚合物混合物的高效减水剂”，DOI：
10.1016 / j.jclepro.2019.119177


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