火星上的房子将会是宇航员“血和尿”的结晶？英国科学家找到方法为了将来的火星载人探测和火

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为了将来的火星载人探测和火星殖民，建造作为生活据点的住宅，正在研究以火星表土(风化层)为材料，制造类似混凝土的建筑材料。用风化层制作混凝土需要粘合剂材料，但在火星上很难得到。英国曼彻斯特大学的研究人员想出了利用宇航员血液中的蛋白质和从尿液中获得的尿素作为粘合剂材料的方法。据说能得到比一般混凝土更高的抗压强度。
用火星材料做混凝土

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当火星载人探测、未来殖民火星成为可能的时候，我们应该如何获取人类居住的材料呢?从成本上看，从地球运送混凝土和铁的方法是不现实的。如果把建筑材料从地球送到火星，估计就连一块砖也需要一千多万人民币以上。
如果火星上原本就存在的材料可以用于建筑，那么运输问题就解决了。在月球上，利用沙子和尘埃等月球表面的风化层的月球混凝土，在低温度下加热风化层粉末使之凝固的“风化层烧结材料”等正在研究中。然而，在真空中制造混凝土是困难的，并且需要大量的能量来烧结风化层，并且各有优缺点。
目前，科学家也在研究在火星上使用风化层制造的建筑材料。 NASA正在开发利用3d打印机制造风化层建材的技术，但从目前的研究来看，粘合剂材料必须从地球运送，这将占据能够运送到火星的物资的相当一部分重量。

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如果所有的材料都能在火星上找到，那是最理想的，但是水泥却无法得到。因此，英国曼彻斯特大学的研究人员研究了一种既能带到火星又不会压迫有效载荷的用于火星混凝土的生物材料。论文发表在2021年9月10日的材料工程学专业杂志《MaterialsTodayBio》上。
来自生物的蛋白质有作为固定物质的粘合剂的作用。话虽如此，初期殖民火星时大量携带可以提取的家畜的方法，和携带水泥一样会产生有效载荷的问题。因此，研究人员向宇航员自身寻求粘合剂材料。那就是血液中含量最丰富的一种蛋白质，人的血清白蛋白。对于健康的成人来说，以氨基酸为材料，每天可以生产6~12克的白蛋白。
实际从血液中提取白蛋白，以火星模拟土为材料制造生物混凝土，结果显示其强度达到25兆帕斯卡，与普通混凝土相当。研究人员将这种材料命名为“AstroCrete” 。

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接着，从排出的尿液中取出尿素，加入到AstroCrete中，其强度达到了40兆帕斯卡，比一般的混凝土强度还要高。研究人员估算，如果6名宇航员在火星表面生活2年，并提供白蛋白，就能制造出500公斤以上的AstroCrete 。
为建筑提供血液的方法是可行的吗?
即使能在实验室里以血液为材料制造少量的生物混凝土，是否真的能用于火星殖民，这一点当然还是个疑问。宇航员的生理负担很大，即使事前得到了同意，实际上也会有很大的压力。因为受伤或营养状况的问题，也有可能无法采集白蛋白。
作为替代材料，牛血清白蛋白和人类的白蛋白一样，可以用火星风化层做成混凝土。将来如果能让牛殖民火星的话，也有可能利用牛的白蛋白，山羊和兔子也有同样的功能。可以生产牛奶等食物，还可以利用皮革等增加火星资源的重大意义。但是，将体型较大、重量较大的动物添加到有效载荷中是很困难的。另外，在技术上也可以只培养白蛋白，但需要将培养装置——生物反应器运到火星。

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如果能够实现不太压迫有效载荷的生物反应器的话，乌贼的蛋白质、贻贝、藤壶等的粘接蛋白质都是值得期待的材料。另一种生物材料是蜘蛛丝。论文探讨了将被称为“蜘蛛丝绸”的蜘蛛丝蛋白质用作火星混凝土的结合材料，与白蛋白一样，火星风化层也有可能制造出混凝土。国际宇宙空间站(ISS)至今为止也进行着实现蜘蛛丝绸培养的基础研究，在火星殖民时代，这项技术作为建筑材料也许会开花结果。

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【火星上的房子将会是宇航员“血和尿”的结晶？英国科学家找到方法】或许，从人类身上提取血液制成的AstroCrete只会停留在实验室里。如果能够证明生物材料在宇宙中可以作为建筑材料使用的话，比起从生活在严酷环境中的宇航员身上提取血液的方法，应该更需要培养同样材料的可行方法。人类血清白蛋白可以用水稻的胚乳生产，用于医疗。如果能将这样的技术应用于宇宙，那么在火星上的植物工厂里，用水稻同时生产食物和混凝土材料也是可以考虑的事情。