外太空經適房：科學家利用太空塵埃和宇航員血液開發宇宙混凝土

將一塊磚塊運到火星上可能要花費超過100萬英鎊——這使得未來建造火星殖民地的成本高得令人望而卻步。曼徹斯特大學的科學家們現在已經開發出一種可能克服這個問題的方法，通過創造一種由外星塵埃以及宇航員的血液、汗水和眼淚制成的混凝土狀材料。

在他們發表在《今日生物材料》雜志上的研究中，一種來自人類血液的蛋白質與來自尿液、汗液或眼淚的混合物，可以將模擬月球或火星土壤粘合在一起，生產出比普通混凝土更堅固的材料，非常適合在外星環境進行建筑工程。

將一塊磚運到火星的成本估計約為200萬美元，這意味著未來的火星殖民者不能隨身攜帶建筑材料，而必須利用在現場獲得的資源建造庇護所。這被稱為原位資源利用（或ISRU），通常著重于利用松散巖石和火星土壤（稱為地表巖屑）以及稀少的水儲備。然而，有一種被忽略的資源，根據定義，也存在于任何前往“紅色星球”的載人航天任務中：船員本身。

在當天發表在《今日生物材料》雜志上的一篇文章中，科學家們證明了血漿中的一種常見蛋白質——人血清白蛋白——可以作為模擬月球或火星塵埃的粘結劑，產生一種類似混凝土的材料。由此產生的新型材料，稱為AstroCrete，具有高達25MPa的抗壓強度，與普通混凝土中20-32MPa大致相同。(注：達到普通混凝土的低強度等級水平)

然而，科學家們發現，加入尿素---一種身體產生并通過尿液、汗水和眼淚排出的生物廢物---可以進一步將抗壓強度提高300%以上，性能最好的材料的抗壓強度約為40MPa，比普通混凝土強度更高。(注：應為普通混凝土強度水平)


參與該項目的曼徹斯特大學Aled Roberts博士表示，與許多其他提議的、在月球和火星上進行建造的技術相比，這項新技術具有相當大的優勢。

“科學家們一直試圖開發可行的技術來在火星表面生產類似混凝土的材料，我們從未停止思考，答案可能一直在我們體內”，他說。

科學家們計算出，在為期兩年的火星表面任務期間，六名宇航員可以生產超過 500公斤的高強度AstroCrete。如果將砂漿用于生產沙袋或熱熔巖屑磚，每個組員可以生產足夠的 AstroCrete 來擴大棲息地以支持額外的機組人員，從而每個延續任務可使住房增加一倍。

動物血在歷史上被用作砂漿的粘結劑。“令人興奮的是，從中世紀技術獲得的靈感，太空時代的一項重大挑戰可能已經找到了解決方案”，羅伯茨博士說。

科學家們研究了潛在的粘結機制，發現血液蛋白質變性或“凝結”，形成一種擴展結構，具有被稱為“β片層”的相互作用，將材料緊緊地結合在一起。

“這個概念確切的意思是血液凝結”，羅伯茨博士解釋說。