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印度研究出在月球上制砖技术

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发布时间:2020-10-27 15:54:39

印度研究出在月球上制砖技术


印度科学研究所和印度空间研究组织开发出了一种在月球上制造砖块状结构的可持续工艺,这可能是在空间探索方面迈出的重要一步。这些太空砖最终可以用来组装月球表面的居住结构。

这种技术使用月球土壤,并利用细菌和瓜尔豆将土壤固化为承重结构。

印度科学研究所机械工程系助理教授阿罗克·库玛说:"这真的很令人兴奋,因为它将两个不同的领域,生物学和机械工程结合在一起。"

上个世纪,太空探索已经成倍增长。随着地球资源的迅速减少,科学家们加强了他们在月球和其他星球上居住的努力。

将0.9斤材料送往外太空的成本约为1万美元。印度团队开发的工艺中还需要使用尿素,可以从人类尿液和月球土壤中获得,这就大大降低了总体支出。由于使用瓜尔胶而不是水泥作为支撑,这一工艺的碳足迹也较低,也可以被利用来制造地球上的可持续发展的砖。

瓜尔豆是一年生豆科植物,它是瓜尔豆胶的原材料,印度瓜尔豆的产量约占世界产量的80%。

印度研究出在月球上制砖技术

利用瓜尔豆胶中的巴氏芽孢杆菌微生物诱导方解石沉淀法

一些微生物可以通过新陈代谢途径生产矿物质。其中一种名为巴氏芽孢杆菌的细菌通过尿解循环的代谢途径产生碳酸钙晶体。

为了利用这种能力,库玛和同事合作,他们首先将细菌与月球土壤的模拟物混合。然后添加所需的尿素和钙源,以及从印度当地瓜尔豆中提取的胶质。瓜尔豆胶的加入是为了作为碳酸盐沉淀的脚手架来增加材料的强度。经过几天的培养,最终得到的产品被发现具有显著的强度和可加工性。

印度科学研究所机械工程系助理教授库什克·维斯瓦纳森解释说:"我们的材料可以用简单的车床制造成任何自由形态的形状。这一点很有优势,因为它完全规避了对专用模具的要求。这种方法也可以被利用来制造复杂的互锁结构,用于在月球上的建设,而不需要额外的固定机制。"

印度研究出在月球上制砖技术

枯草芽孢杆菌可以代替巴氏芽孢杆菌

印度科学家还实验了使用其它当地可用的土壤细菌代替巴氏芽孢杆菌的情况。在对班加罗尔的不同土壤样本进行测试后,研究人员发现了一种具有类似特性的理想候选菌,枯草芽孢杆菌。 研究人员说,仅仅是一小瓶巴氏杆菌的价格就高达5万卢比(4641元人民币);而枯草芽孢杆菌的价格要低10倍左右。

研究人员认为这是在太空中建造建筑物的第一个重要步骤。库马说:"在我们研究地外栖息地之前,我们还有相当长的距离。我们的下一步是用更自动化和平行的生产技术制造更大的砖块。同时,我们还想进一步提高这些砖的强度,并在不同的载荷条件下进行测试,比如撞击和可能的月震。"