火星殖民并不遙遠(yuǎn)：可3D打印的火星混凝土問(wèn)世
看起來(lái)火星已經(jīng)成為美國(guó)宇航局（NASA）的頭號(hào)目標(biāo)任務(wù)，而且他們考慮得相當(dāng)長(zhǎng)遠(yuǎn)而周全：不僅僅要完成一次往返旅行，而且準(zhǔn)備在那里待更長(zhǎng)的時(shí)間。這也是NASA在去年發(fā)起設(shè)計(jì)火星居所挑戰(zhàn)賽的原因。此次比賽的頭獎(jiǎng)于2015年9月份被授予了一個(gè)完全用冰3D打印火星房屋的設(shè)計(jì)方案。不過(guò)如今來(lái)自美國(guó)西北大學(xué)的研究人員已經(jīng)找到了更加可行的替代材料：一種完全用火星上的材料制成的可3D打印混凝土。
這種混凝土，使用的并不是我們常見(jiàn)的碎石、水泥和水——這些火星上并不常見(jiàn)。相反研究人員名使用的是礫石骨料和一種特殊的粘結(jié)劑——也就是熔硫，后者在這顆紅色星球上十分豐富。
研究團(tuán)隊(duì)使用氧化硅、氧化鋁、氧化鐵和氧化鈦模擬出的火星土壤。
據(jù)了解，完成這項(xiàng)發(fā)明的是西北大學(xué)McCormick工程學(xué)院的副教授GianlucaCusatis和他的團(tuán)隊(duì)。據(jù)Cusatis稱(chēng)，這種特殊的混凝土混合物具有一些顯著的優(yōu)勢(shì)，而這些特點(diǎn)無(wú)疑也會(huì)吸引那些正在尋求在地球上3D打印房屋的創(chuàng)新者們。比如當(dāng)下的混凝土往往需要28個(gè)小時(shí)才能凝固，而這種新的混凝土只需兩到三個(gè)小時(shí)即可凝固，這使它非常適合3D打印技術(shù)。另外它也非常耐腐蝕，強(qiáng)度是典型的硫磺混凝土的兩倍多。研究人員們認(rèn)為，這種材料的強(qiáng)度足以在火星上建造摩天大廈（火星的重力也被考慮在內(nèi)）。盡管這種材料的確切強(qiáng)度仍然有點(diǎn)神秘，它可能來(lái)自于細(xì)小的火星土壤顆粒，結(jié)合了土壤與硫磺發(fā)生的一種化學(xué)反應(yīng)的結(jié)果。事實(shí)上，當(dāng)這種混凝土斷裂之后，再將其重新熔化、重新鑄造，它會(huì)變得強(qiáng)度更高——這有可能是顆粒度進(jìn)一步減小的緣故。
火星上的硫磺顆粒（左），比地球上的要小得多
而且，這種混合也使其材料的效率更高。“典型的硫磺混凝土主要使用沙子，它是惰性的，只是填料?！盋usatis解釋道：“而在我們的火星混凝土，其中的硫磺不只是粘合劑，它還能夠與火星土壤中的礦物發(fā)生反應(yīng)。這就完全改變了整個(gè)結(jié)果?！盋usatis的團(tuán)隊(duì)專(zhuān)門(mén)針對(duì)這一有趣的材料撰寫(xiě)了一篇論文發(fā)表在了《Construction and Building Materials》雜志上，該論文的第一作者是前博士生和Cusatis的前研究員RomanWendner。
不過(guò)，可能有朋友會(huì)問(wèn)了：既然這種材料這么好，為什么我們不在地球上使用使用這種材料？實(shí)際上，在地球上也有硫磺混凝土存在，只不過(guò)使用的不多。因?yàn)樗幸粋€(gè)主要的限制：對(duì)火和熱非常敏感。它的熔點(diǎn)只有115.2攝氏度，這就使大樓根本經(jīng)受不住一點(diǎn)火災(zāi)?！八姆阑鹦阅苁且粋€(gè)問(wèn)題?！盋usatis，“但是如果是首次殖民的話(huà)，火災(zāi)就不是問(wèn)題，主要的問(wèn)題是如何讓建筑更加安全耐用，并且在隕石沖擊中存活下來(lái)。”不過(guò)，他們也正在研究更多的方法，希望能夠使這種材料更加防火、防爆。
編輯：張敏
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