Ученые разработали «космический бетон», который в два раза прочнее обычного бетона

Ученые Манчестерского университета создали новый материал, получивший название StarCrete, который сделан из внеземной пыли, картофельного крахмала и щепотки соли и может быть использован для строительства домов на Марсе.

Создание инфраструктуры в космосе в настоящее время непомерно дорого и трудно осуществимо. В будущем космическое строительство должно будет опираться на простые материалы, которые легко доступны астронавтам. StarCrete предлагает одно из возможных решений. Ученые, стоящие за изобретением, использовали искусственную марсианскую почву, смешанную с картофельным крахмалом и щепоткой соли, чтобы создать материал, который в два раза прочнее обычного бетона и идеально подходит для строительных работ во внеземных средах.

В статье, опубликованной в журнале Open Engineering, исследовательская группа продемонстрировала, что обычный картофельный крахмал может действовать как связующее при смешивании с искусственной марсианской пылью для получения материала, похожего на бетон. При испытаниях StarCrete имел прочность на сжатие 72 мегапаскаля (МПа), что более чем в два раза превышает 32 МПа, наблюдаемые у обычного бетона. Звездобетон, изготовленный из лунной пыли, оказался еще прочнее — более 91 МПа.

Эта работа является улучшением предыдущей работы той же команды, где они использовали кровь и мочу астронавтов в качестве связующего агента. Хотя полученный материал имел прочность на сжатие около 40 МПа, что лучше, чем у обычного бетона, у этого процесса был недостаток: регулярно требовалась кровь. При работе в столь враждебной среде, как космос, этот вариант считался менее осуществимым, чем использование картофельного крахмала.

Поскольку мы будем производить крахмал в качестве пищи для космонавтов, имело смысл рассматривать его как связующее вещество, а не человеческую кровь. Кроме того, современные строительные технологии все еще требуют многих лет разработки и требуют значительного количества энергии и дополнительного тяжелого технологического оборудования, что увеличивает стоимость и сложность миссии. StarCrete не нуждается ни в чем из этого и поэтому упрощает задачу, делает ее более дешевой и осуществимой.

«Поскольку мы будем производить крахмал в качестве пищи для астронавтов, имело смысл рассматривать его как связующее вещество, а не человеческую кровь. Кроме того, современные строительные технологии все еще требуют многих лет разработки и требуют значительного количества энергии и дополнительного тяжелого технологического оборудования, что увеличивает стоимость и сложность миссии. StarCrete не нуждается ни в чем из этого и поэтому упрощает задачу, делает ее более дешевой и осуществимой.

«И вообще, астронавты, наверное, не захотят жить в домах, сделанных из струпьев и мочи!» Доктор Алед Робертс, научный сотрудник Центра исследований будущего биопроизводства Манчестерского университета и ведущий исследователь этого проекта.

Команда подсчитала, что мешок (25 кг) сушеного картофеля (чипсов) содержит достаточно крахмала для производства почти полтонны StarCrete, что эквивалентно материалу на 213 кирпичей. Для сравнения, на строительство дома с 3 спальнями уходит примерно 7500 кирпичей. Кроме того, они обнаружили, что обычная соль, хлорид магния, которую можно получить с поверхности Марса или из слез астронавтов, значительно повышает прочность StarCrete.

Следующим этапом этого проекта является перевод StarCrete из лаборатории в приложение. Доктор Робертс и его команда недавно основали стартап DeakinBio, который изучает способы улучшения StarCrete, чтобы его можно было использовать и в наземных условиях.

При использовании на земле StarCrete может стать более экологичной альтернативой традиционному бетону. На цемент и бетон приходится около 8% мировых выбросов CO2, поскольку процесс их производства требует очень высоких температур обжига и большого количества энергии. StarCrete, с другой стороны, можно приготовить в обычной духовке или микроволновой печи при обычных температурах «домашней выпечки», что позволяет снизить затраты энергии на производство.