简介：在未来火星定居的蓝图中，科学家将昆虫视为太空环境中蛋白质的主要来源。昆虫外骨骼还可以为材料应用提供原材料。新开发的方法可以利用昆虫外骨骼中的甲壳素来制造多功能建筑材料。
可持续性和闭环制造正在成为地球制造中越来越重要的主题，但一项新的研究表明，这些相同的原理也可以用于模拟外星旅行。
新加坡的一个研究小组设计了一种名为“生物石”的低能量制造设备，使用一种普遍存在的称为甲壳素的有机聚合物，从真菌纤维到贝壳，甲壳素无处不在。材料它使用火星风化层（一种覆盖固体岩石的松散沉积物混合物）和甲壳素的化学转化溶液来创造一种有弹性的多功能建筑材料。
从制造工具到建造社区结构，像这样的聚合物可能是外星工程的未来。
在周三发表在《PLOS ONE》杂志上的研究中，研究人员解释说，地球上第二受欢迎的有机聚合物（仅次于纤维素）甲壳素是他们实验的首选，因为它几乎可以在任何生态系统中找到。他们说，在外星环境中尤其如此，昆虫可能被用作早期定居者的可持续蛋白质来源。
作者写道：“昆虫已被明确确定为潜在火星定居点的关键组成部分，可作为高产蛋白质补充剂、满足人类船员的热量需求以及处理农业和生物废物。”
使用这种材料，该团队能够制造出一种扳手，可以用与传统扳手相同的扭矩拧紧螺栓。
该团队还 3D 打印了一个受 NASA 启发的微型殖民地结构，以展示如何大规模使用这种聚合物在火星或月球上创建完整的殖民地。虽然这个栖息地看起来更像是一个粘土扩散器，而不是一个复杂的微型定居点，但研究人员希望这种材料将来也可以用于设计全尺寸的、可居住的定居点结构。
新加坡技术与设计学院的材料科学家、该研究的主要作者哈维尔·费尔南德斯（Javier Fernandez）在一份声明中表示，这种可持续制造方法有可能创造“制造的新范式”。
这种低能耗制造材料可能是太空工程的未来。
虽然昆虫的肉可能成为零食主食，但作者表示，外骨骼的几丁质聚合物实际上没有营养价值，这使得将这种副产品重新利用为制造工具成为一个完美的闭环。
研究人员写道：“与用于生产生物塑料的所有生物分子相比，甲壳素的提取不会阻碍或与食物供应竞争；相反，它是食物供应的副产品。”
为了亲眼看看有机聚合物在红色星球上的效果如何，他们在实验室进行了测试。
他们是如何做到的——为了创造这种多功能聚合物溶液，该团队将其称为“biostrata”，即火星表面的风化层，他们将甲壳素与 1% 的酸性酸混合，形成液体甲壳素溶液。
研究小组写道，这种酸的电解可以在火星上使用。他们在该解决方案中添加了火星风化层刺激剂以创建最终的生物圈解决方案。
除了低能耗制造之外，这种生物层解决方案还可以作为三种不同工程解决方案的聚合物 - 填充和密封裂缝、铸造材料和增材制造（例如 3D 打印）。
研究小组使用铸造模型制造了生物层扳手。一张照片
使用这种材料，该团队能够制造出一种扳手，可以用与传统扳手相同的扭矩拧紧螺栓。
该团队还 3D 打印了受 NASA 启发的微型殖民地结构，以证明该聚合物可用于在火星或月球上创建完整的殖民地。虽然这个栖息地看起来更像是一个赤土气味扩散器，而不是一个复杂的微型殖民住宅，但研究人员希望这种材料将来也可以用于设计全尺寸的、可居住的殖民建筑。
新加坡科技设计大学材料科学家、该研究的主要作者哈维尔·费尔南德斯 (Javier Fernandez) 在一份声明中表示，这种可持续制造方法有可能创造“制造的新范式”。
展望未来——美国宇航局和商业航天公司正着眼于在未来十年内创建地外殖民地，而像我们在地球上习惯的那种浪费的、无机的制造方式并不能在远离家乡的环境中减少它。
利用我们近年来在可持续发展和零浪费生活方面所学到的知识，本文背后的研究人员希望生物层等材料能够提供一种新的可持续生活方式——无论是在这个星球上还是在当今的外部世界。
“这里提出的结果表明，针对地球上不可持续的发展开发闭环、零废物解决方案也可能是我们作为星际物种发展的关键。”
摘要：鉴于该公司计划在 2020 年代末重访月球表面并执行载人火星任务，关键技术必须成熟。在长时间的任务中，现场资源的利用对于最大限度地提高科学回报并降低成本是必要的。虽然这在火星资源匮乏的环境中提出了更加复杂的挑战，但它与地球上开发资源高效和零废物生态系统的日益增长的需求类似。在这里，我们利用仿生甲壳素制造的最新进展来开发一种制造技术，以支持人类在火星环境中的最小人工生态系统中生存。
BY：逆
风云:天空之城
版权声明：本文内容由互联网用户自发贡献，该文观点仅代表作者本人。本站仅提供信息存储空间服务，不拥有所有权，不承担相关法律责任。如发现本站有涉嫌抄袭侵权/违法违规的内容， 请联系本站，一经查实，本站将立刻删除。如若转载，请注明出处：https://www.fxk666.com/html/tiyuwenda/11943.html
