Sản xuất gạch in 3D siêu bền từ bụi và đá rời trên Mặt Trăng

Nhờ thí nghiệm do các nhà khoa học ở Đại học Central Florida (UCF) tiến hành, phi hành gia tương lai có thể sử dụng gạch làm từ lớp đất mặt trên Mặt Trăng và nước mặn để xây căn cứ định cư lâu dài. Ranajay Ghosh, Phó Giáo sư ở khoa Cơ khí và Kỹ thuật Hàng không Vũ trụ của UCF phát hiện gạch in 3D sử dụng bụi và đá rời từ bề mặt Mặt Trăng có thể chịu được những điều kiện cực hạn. Họ mô tả chi tiết phát hiện trên tạp chí Ceramics International và trang web của trường đại học hôm 25/10.

Nhóm nghiên cứu tạo ra loại gạch mới thông qua kết hợp in 3D và công nghệ in phun kết dính (BJT), một phương pháp sản xuất bồi đắp trong đó tác nhân kết dính lỏng được đưa vào lớp hạt bột. Theo Ghosh, BJT đặc biệt phù hợp đối với vật liệu giống gốm rất khó làm chảy bằng laser. Do đó, phương pháp này có tiềm năng lớn đối với sản xuất bền vững ngoài hành tinh, dùng lớp đất mặt để tạo ra các bộ phận và kết cấu xây dựng.

Trong thí nghiệm BJT, các nhà nghiên cứu sử dụng nước mặn làm tác nhân kết dính và bột thay thế đất mặt Mặt Trăng. Đầu tiên, quá trình BJT sản xuất gạch hình trụ gọi là bộ phận xanh, sau đó nung ở nhiệt độ lên tới 1.200 độ C để gạch có thể chịu áp suất lớn gấp 250 triệu lần áp suất khí quyển Trái Đất. Theo Ghosh, nghiên cứu của ông và cộng sự mở đường cho việc sử dụng BJT trong không gian với các nhiệm vụ có người lái trong tương lai. Phát hiện cũng cho thấy có thể sản xuất gạch từ nguồn vật liệu dồi dào sẵn có trong vũ trụ. Đây là một phát hiện quan trọng, đặc biệt do vận chuyển lượng lớn vật liệu xây dựng tới Mặt Trăng sẽ cực tốn kém.

Càng phát triển kỹ thuật tận dụng lớp đất mặt dồi dào, chúng ta càng có khả năng thiết lập và mở rộng căn cứ trên Mặt Trăng, sao Hỏa và những hành tinh khác trong tương lai, Ghosh nói.

Năm ngoái, các nhà khoa học ở Đại học Manchester cũng đề xuất sử dụng máu và nước tiểu người làm tác nhân kết dính để xây nhà trên sao Hỏa. Theo họ, điều này sẽ giảm đáng kể chi phí và tăng tốc độ xây dựng thuộc địa ngoài hành tinh.