当未来人类登上月球或火星建盖居住地时,混凝土会是坚固牢靠的好选择,然而在微重力环境下,混凝土的变化非我们所能料及。科学家最近首度从国际太空站的密封袋中制造出第一块太空水泥,发现其内部微观结构与在地球上形成的水泥出现差异。
混凝土是由水和沙子、砾石、岩石按比例混合而成的复合材料,硬度高、坚固、原料取得容易、制作方法简单、成本低廉、可塑性强,是地球使用量最大的人工土木建筑材料;去到外太空,混凝土也是一种好材料,不只能直接取用月球上的石材制成,还能隔绝辐射和剧烈温差变化,节省运输成本。
只不过水泥材料听起来很简单,实际上内观结构非常复杂,当水泥粉末溶解在水中后开始形成晶体并融合在一起,从而改变材料的分子结构,而将地点搬到外太空后,混凝土的硬化过程就变得更不可捉摸,科学家仍对其中涉及的化学微观结构以及重力变化存有疑问。因此,科学家决定在国际太空站(ISS)上执行“MICS(Microgravity Investigation of Cement Solidification)计划,探讨水泥在太空与地球上固化的过程与差异。
研究人员发现,与地球样品相比,国际太空站上的水泥微观结构明显发生了变化,最大差别就是分子之间的空间变大了,孔洞更多,这可能会影响到材料强度,有待科学家未来进一步测试。
目前,科学家正在评估不同重力下含有模拟月球尘粒的水泥样品,之后还会测试如果在开放太空空间制造水泥,又会发生哪些变化。新论文发表在《Frontiers in Materials》期刊。
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(首图来源:NASA)
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