NASA和歐洲航天局ESA都希望重返月球,而且這次是想永久返回,除了月球軌道站外,他們還計劃在月球表面建立基地。 但是,這需要合適的建築材料來保護宇航員免受輻射和真空的侵害,同時材料還要足夠穩定以能承受強烈的溫度波動、微隕石和輻射。在科學家們尋找這種材料時,他們誕生了一個奇怪的想法:宇航員的尿液可以幫助在月球上建造建築物,結果,實驗證明該想法真的非常靠譜。
一項最新的實驗發現,尿中所含的尿素是很好的粘合劑,可以用來粘合月球表面的表岩屑,讓其的可延展性和持久耐用性大幅度增加。 而使用宇航員尿的最大優勢在於,如果使用現場產生的尿液,則不必從地球上運輸尿素去月球,能節約很多成本。這樣一來,用於建造月球基地的主要原材料就都可以在月球就地獲得,月球表面的表岩屑加宇航員尿中的尿素就能3D打印出表岩屑磚,這種磚顯然就是成本最低、獲取時間最短的月球基地建材。
該妙用由挪威Østfold大學的Shima Pilehvar和他的同事們發現(論文截圖如上圖),正是他們建議使用月球宇航員的尿液作為粘合劑:“這種體液的兩個主要成分是水和尿素, 人尿每升含有約9至23克尿素。尿素會破壞氫鍵,從而降低水基混合物的粘度,使建築材料漿糊更光滑、更具延展性。因此,尿素同時起到了粘合劑和增塑劑的作用,還同時降低了月球表面的表岩屑做磚的需水量。”
Pipehvar和他的團隊已經在地球上測試了尿素與類月球表岩屑的結合性,他們將這種類表岩屑與水、尿素、萘、聚羧酸鹽混合。然後,他們測試了這種混合材料的成型品質、固化時間以及在溫度劇烈變化下的承受能力。下圖就是他們使用這種混合物通過3D列印而來的表岩屑磚。
結果一如預期,加了尿素的混合物足夠柔軟成型性好、也足夠穩定可以保持形狀,這證明尿素與常規粘合劑一樣好用。而沒有新增尿素作為粘合劑的那組實驗品則太硬、太脆,甚至在潮溼時也會破裂。尿素在其他方面也被證明是合適的新增劑:“尿素混合物顯示出較高的初始壓縮穩定性,這使得這種材料特別適合3D列印,將其加熱至80度並經過數次冷凍和解凍迴圈後,添加了尿素的混合物保持了與使用普通粘合劑材料一樣的穩定性。“
研究人員指出:“尿素的特性使其成為月球表岩屑的絕佳新增劑。”鑑於月球上缺水,不從宇航員的尿液中提取尿素然後再新增水,而是直接使用尿液來混合建築材料更有意義,那樣的話,製造這種磚的時候需要的水就更少,也就無需從月球極地隕石坑中的冰沉積物或重熔岩中提取大量水。