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3D打印机持续喷出咖啡色泡沫状的新建材,干燥之后会变得跟混凝土一样坚固,但它节能高效,不像传统水泥需要大量水资源与高温锻烧,特别适合在火星的低压低温又缺水的条件下当成建材。 这项新技术是香港科技大学研究团队,从水果冻干获得的灵感。 香港科技大学土木与环境工程系副教授仇霁申指出,「我们面临的最大挑战,是在接近真空和极寒的环境下制造这种材料,就像火星环境一样,我们发现人们冷冻和干燥水果时,环境实际上与火星环境非常相似,而且会使材料变得更硬,这是因为相变会带走水果中的水分。 我们发现这一点很有启发性,决定朝这个方向发展下去。
」利用冻干原理,研究人员尝试将实验室制作的仿真火星土壤,加上他们用基因改造酵母与明胶制成的特殊黏合剂,就能在火星零下30℃的低温环境中紧密结合,干燥硬化之后的强度与混凝土相同。 香港科技大学土木与环境工程系副教授仇霁申说明,「基本上我们是在制作一种混凝土,用火星上就能找到的沙子制成,这种粘合剂里含有明胶基质,它为酵母的生长提供了环境,而这些基改的酵母会产生粘合蛋白来提高粘合剂的性能,所以我们就得到这个很有趣的配方。 」除了环境严峻之外,人类在火星上建造东西的最大障碍,就是距离和运送设备的困难,而这项技术就地取材,大幅减少运送的负担。
尽管还须解决能源供应等难题,研究团队对这项低能耗的3D打印建材技术仍然充满信心;研究内容已经刊登在最新一期的化学循环期刊.