Марсианский бетон предложили делать из крови и мочи
|
Белок из крови человека может в сочетании с мочевиной и лунным или марсианским реголитом образовывать биокомпозитный строительный материал AstroCrete, который по прочности на сжатие не уступает обычному бетону. К такому выводу пришли ученые, изготовившие и испытавшие в лабораторных условиях образцы подобного биокомпозита. Статья опубликована в журнале Materials Today Bio. Из-за высокой стоимости доставки полезной нагрузки на Луну или Марс первые внеземные колонии будут вынуждены использовать рыхлые породы и реголит в качестве основного строительного материала для создания убежищ. |
При этом такие материалы должны быть прочными, чтобы противостоять активной ветровой эрозии на Марсе. Несколько компаний, поддерживаемых NASA, в настоящее время разрабатывают технологии 3D-печати подобных материалов из реголита, при этом любое такое оборудование должно гарантировать сверхвысокую надежность, поскольку доставка запасных частей с Земли будет крайне трудоемка. Группа материаловедов во главе с Аледом Робертсом (Aled D. Roberts) из Манчестерского университета опубликовала результаты исследования применимости сывороточного альбумина из крови и мочевины из человеческих выделений в качестве связующего вещества для изготовления биокомпозитных материалов из реголита. |
Альбумин — самый распространенный белок в плазме крови человека, он пополняется со скоростью 12-25 грамм в день у здоровых взрослых и способен хорошо связываться с различными молекулами. Включение мочевины (самого распространенного компонента человеческой мочи после воды, который также присутствует в поте и слезах), являющейся мощным денатурирующим средством, значительно увеличивает связывающие свойства альбумина, что ведет к упрочнению получаемого композита. Исследователи также рассматривали возможность использования паучьего шелка или бычьего альбумина, однако сам процесс получения таких веществ в условиях Марса практически нереализуем. |
Исследователи создали два варианта композита, названного AstroCrete, для Луны и Марса, затем набирали их в шприц и создавали цилиндрические образцы, имитируя послойную 3D-печать. Концентрация альбумина в них составляла от 15 до 37,5 процента от общей массы. После этого полученные образцы подвергали испытаниям на сжатие. Предел прочности на сжатие полученных образцов доходил до 25 мегапаскалей. Для сравнения — стандартный бетон обычно имеет прочность на сжатие от 20 до 32 мегапаскалей. Добавление мочевины позволяло значительно улучшить среднюю прочность на сжатие, которая достигала уже 39,7 мегапаскаля. |
Ученые отмечают, что для изготовления строительных материалов можно использовать почти все продукты жизнедеятельности людей, такие как волосы и ногти (кератин), мертвые клетки кожи (коллаген), слизь и фекалии — в последнем случае замороженные или высушенные экскременты можно добавлять в биокомпозиты на основе реголита. Что касается альбумина, то по расчетам литра плазмы крови человека хватит на создание 300 граммов композитного материала. При сдаче плазмы дважды в неделю каждый космонавт мог бы за месяц производить около 2,5 килограмм строительного материала на основе реголита. |
Источник |
При использовании материалов с сайта активная ссылка на него обязательна
|