俄亥俄州立大学利用3D打印技术将模拟月壤转化为建筑材料
2026-03-01 09:27
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俄亥俄州立大学的研究人员证实,激光3D打印技术能将月球尘埃转化为可行的建筑结构。这种方法基于原位资源利用(ISRU),可避免从地球运输建筑材料,从而降低成本并提升可持续性。生成的月球尘埃陶瓷材料具备高强度、耐热性和耐久性,适合用于建造栖息地、工具和辐射屏蔽等关键部件。

月球尘埃,即月壤,颗粒细密且富含玄武岩,在地球上较为稀缺。团队使用模拟材料LHS-1进行实验,通过铺展薄层并照射高能激光,使颗粒熔化融合,冷却后形成陶瓷状物质。这一过程可在不锈钢、玻璃或铝硅酸盐陶瓷等多种基底上实现,其中铝硅酸盐基底能增强材料的机械强度和抗热震性。

研究主要作者徐思哲表示:“通过在打印过程中结合不同的原料,如金属和陶瓷,我们发现最终材料对环境非常敏感。”他补充道:“不同的环境导致不同的性质,直接影响某些组件的机械强度和抗热震性。”由于月球缺乏大气层,温度波动剧烈(约+120°C至-170°C),环境适应性对技术应用至关重要。

另一位作者莎拉·沃尔夫指出:“太空中发生的一些条件在模拟中很难重现。它可能在实验室中工作,但在资源稀缺的环境中,你必须尝试一切方法来最大化机器在不同场景下的灵活性。”这项技术有望支持阿尔忒弥斯计划等未来月球任务,帮助建立长期基础设施,同时减少运输成本,每公斤材料运至月球表面费用超过100万美元。

沃尔夫进一步说明:“如果我们能在太空中使用很少的资源成功制造东西,那意味着我们也可以在地球上实现更好的可持续性。为此,提高机器在不同场景下的灵活性是我们正在努力实现的目标。”相关研究成果已发表在《宇航学报》杂志上。

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