科學家首在外太空成功製造水泥,微觀結構中孔隙增加

作者 | 發布日期 2019 年 09 月 10 日 18:42 | 分類 天文 , 尖端科技 , 材料 follow us in feedly


當未來人類登上月球或火星建蓋居住地時,混凝土會是堅固牢靠的好選擇,然而在微重力環境下,混凝土的變化非我們所能料及。科學家最近首度從國際太空站的密封袋中製造出第一塊太空水泥,發現其內部微觀結構與在地球上形成的水泥出現差異。

混凝土是由水和沙子、礫石、岩石按比例混合而成的複合材料,硬度高、堅固、原料取得容易、製作方法簡單、成本低廉、可塑性強,是地球使用量最大的人工土木建築材料;去到外太空,混凝土也是一種好材料,不只能直接取用月球上的石材製成,還能隔絕輻射和劇烈溫差變化,節省運輸成本。

只不過水泥材料聽起來很簡單,實際上內觀結構非常複雜,當水泥粉末溶解在水中後開始形成晶體並融合在一起,從而改變材料的分子結構,而將地點搬到外太空後,混凝土的硬化過程就變得更不可捉摸,科學家仍對其中涉及的化學微觀結構以及重力變化存有疑問。因此,科學家決定在國際太空站(ISS)上執行「MICS(Microgravity Investigation of Cement Solidification)計畫,探討水泥在太空與地球上固化的過程與差異。

研究人員發現,與地球樣品相比,國際太空站上的水泥微觀結構明顯發生了變化,最大差別就是分子之間的空間變大了,孔洞更多,這可能會影響到材料強度,有待科學家未來進一步測試。

目前,科學家正在評估不同重力下含有模擬月球塵粒的水泥樣品,之後還會測試如果在開放太空空間製造水泥,又會發生哪些變化。新論文發表在《Frontiers in Materials》期刊。

(首圖來源:NASA

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