تولید سیمان فرازمینی برای ساخت و ساز در سیارات دیگر

‌می‌متالز - اگر بشریت تصمیم بگیرد که اکنون زمان نقل مکان به سیاره‌ای دیگر فرا رسیده است باید زیرساخت‌هایی در آنجا به شکل ساختمان، مسکن و سکو‌های فرود موشک ساخته شود و چالش مهندسی قابل‌توجه است، زیرا مصالح ساختمانی کنونی روی زمین مانند سیمان، بسیار سنگین‌تر از آن هستند که در محموله موشک فضایی گنجانده شوند و حتی نمی‌دانیم که آیا آن‌ها تحت شرایط دمایی و فشاری که در فرازمینی تجربه می‌شود کارآیی دارند یا خیر؟ به همین دلیل ساکنان آینده در سیارات دیگر به احتمال زیاد مجبور خواهند بود از مواد در دسترس محلی برای ساخت زیرساخت‌های خود استفاده کنند.

به گزارش می‌متالز، این مورد باعث شده است تا محققان راه‌هایی برای استفاده از خاک‌های سطحی رس‌مانند ماه و مریخ به عنوان پایه‌ای برای سیمان فضایی بررسی کنند.

خاک زیادی روی این سیارات موجود است، اما باید با استفاده از چسبنده‌ای که در شرایط فرازمینی کار می‌کند، به یکدیگر متصل شوند تا بتن را تشکیل دهند. یکی از الزامات چنین مصالح ساختمانی خارج از زمین این است که باید به اندازه کافی دوام داشته باشد. اکثر مصالح ساختمانی معمولی مانند سیمان معمولی در شرایط فضایی مناسب نیستند.

نورمن واگنر از دانشگاه دلاویر ایالات‌متحده گفت: اگر قرار است در سیاره دیگری مانند مریخ یا ماه زندگی و کار کنیم باید بتن‌ریزی کنیم، اما ما نمی‌توانیم کیسه‌های بتن را با خود ببریم ما باید از منابع محلی استفاده کنیم.

محققان در حال بررسی روش‌هایی برای استفاده از مواد رس‌مانند از ماه یا مریخ به عنوان پایه‌ای برای سیمان فرازمینی هستند که می‌تواند به عنوان چسب برای تشکیل بتن برای اهداف ساختمانی استفاده شود.

دانشمند ماریا کاتزارووا، متعجب بود که آیا می‌توان با استفاده از شیمی ژئوپلیمر، خاک‌های شبیه‌سازی شده ماه و مریخ را برای تبدیل شدن به مصالح ساختمانی بتن مانند فعال کرد یا خیر.

ژئوپلیمرها، پلیمر‌های معدنی هستند که از مواد معدنی آلومینوسیلیکات موجود در خاک رس‌های معمول در همه جای زمین همچنین در خاک‌های فرازمینی مانند خاک‌های موجود در ماه و مریخ تشکیل شده‌اند. هنگامی که با حلالی که پ‌هاش (pH) بالایی دارد مانند سیلیکات سدیم مخلوط شود، خاک رس حل می‌شود و آلومینیوم و سیلیکون داخل آن را آزاد می‌کند تا با مواد دیگر واکنش داده و به‌عنوان یک عامل اتصال‌دهنده عمل کند و این همان کاری است که سیمان روی زمین انجام می‌دهد.

محققان به طور سیستماتیک چسب‌های ژئوپلیمری را از انواع خاک‌های ماه و مریخ شبیه‌سازی شده تهیه کردند سپس ویژگی‌ها و عملکرد مواد را مقایسه کردند که قبلا انجام نشده بود. یافته‌های آن‌ها در مجله Advances in Space Research در اوایل سال جاری گزارش شد و اخیرا در مجله Advances in Engineering نیز ارائه شده است.

محققان خاک‌های مختلف شبیه‌سازی شده را با سیلیکات سدیم مخلوط کردند سپس مخلوط ژئوپلیمر را در قالب‌های مکعب ریختند و منتظر شدند تا واکنش رخ دهد. آنان دریافتند که سه نمونه خاک ماه شبیه‌سازی شده و یک نمونه خاک مریخ با استفاده از این روش با موفقیت به اتصال دهنده‌های ژئوپلیمری تبدیل شدند.

محققان بر اساس نتایج خود گفتند که ترکیب شیمیایی و اندازه ذرات خاک ممکن است نقش مهمی در استحکام این مواد داشته باشد.

منبع: خبرگزاری دانشجویان ایران (ایسنا)