• Home
  • Kemi
  • Astronomien
  • Energi
  • Naturen
  • Biologi
  • Fysik
  • Elektronik
  •  science >> Vetenskap >  >> Kemi
    Geopolymerbetong:Bygga månbaser med astronauturin och regolit

    Framtida månbaser skulle kunna byggas med 3D -skrivare som blandar material som månaregolit, vatten och astronauternas urin Kredit:ESA, Foster och partners

    Modulerna som de stora rymdorganisationerna planerar att bygga på månen kan innehålla ett element som de mänskliga kolonisatorerna själva har bidragit med:urea i deras kissa. Europeiska forskare har funnit att det kan användas som mjukgörare för betong som används för att bygga strukturer.

    NASA, European Space Agency (ESA) och dess kinesiska motsvarighet planerar att bygga månbaser under de kommande decennierna som en del av en bredare rymdutforskningsplan som tar människor till mer avlägsna destinationer som Mars.

    Dock, koloniseringen av månen ställer till problem som höga nivåer av strålning, extrema temperaturer, meteoritbombardering och en logistisk fråga:att få byggmaterial dit, även om det kanske inte är nödvändigt.

    Att transportera cirka 0,45 kg från jorden till rymden kostar cirka $10, 000, vilket innebär att det skulle bli väldigt dyrt att bygga en komplett månmodul på detta sätt. Detta är anledningen till att rymdorganisationer funderar på att använda råmaterial från månens yta – eller till och med sådana som astronauter själva kan tillhandahålla, såsom deras urin.

    Forskare från Norge, Spanien, Nederländerna och Italien, i samarbete med ESA, har utfört flera experiment för att verifiera karbamidens potential som mjukgörare, en tillsats som kan införlivas i betong för att mjuka upp den ursprungliga blandningen och göra den mer böjlig innan den härdar. Detaljer publiceras i Journal of Cleaner Production .

    Enhet för utskrift av 3D-prover Kredit:Shima Pilehvar et al./ Journal of Cleaner Production

    "För att göra geopolymerbetong som kommer att användas på månen, Tanken är att använda det som redan finns där:regolit (löst material från månens yta) och vattnet från isen som finns i vissa områden, "förklarar en av författarna, Ramón Pamies, en professor vid Polytechnic University of Cartagena (Murcia), där olika analyser av proverna har utförts med röntgendiffraktion. "Men dessutom, med denna studie, vi har sett att en avfallsprodukt, såsom urinen från personalen som ockuperar månbaserna, kan också användas. De två huvudkomponenterna i urin är vatten och urea, en molekyl som gör att vätebindningarna kan brytas och, därför, minskar viskositeten hos många vattenhaltiga blandningar."

    Med hjälp av ett material som liknar moon regolith utvecklat av ESA, tillsammans med urea och olika mjukgörare, forskarna tillverkade olika betongcylindrar med hjälp av en 3D-skrivare och jämförde resultaten.

    Experimenten, genomförs vid Högskolan i Østfold (Norge), visade att proverna gjorda med urea stödde tunga vikter och förblev nästan stabila i form. Deras motstånd testades också vid en temperatur 80 ° C; det visade sig öka även efter åtta frys-tinningscykler som de på månen.

    Testar för att se förmågan att bilda lager av en blandning av material med 3% urea (prov U) och en annan med 3% naftalen, en vanlig mjukgörare (prov N) Kredit:Shima Pilehvar et al. / Journal of Cleaner Production

    "Vi har ännu inte undersökt hur urea skulle utvinnas ur urinen, när vi bedömer om detta verkligen skulle vara nödvändigt, eftersom kanske dess andra komponenter också skulle kunna användas för att bilda geopolymerbetongen, "säger en av forskarna från det norska universitetet, Anna-Lena Kjøniksen, som tillägger:"Det faktiska vattnet i urinen kan användas för blandningen, tillsammans med det som erhålls på månen, eller en kombination av båda."

    Forskarna betonar behovet av ytterligare tester för att hitta det bästa byggmaterialet för månbaserna, där det kan massproduceras med 3D-skrivare.


    © Vetenskap https://sv.scienceaq.com