月球砖块裂缝有救了?印度科学家用细菌探索修复新法

   时间:2025-04-07 09:14 来源:ITBEAR作者:顾青青

人类探索太空的征途上,月球基地的建设始终占据重要位置。然而,如何在保证效率的同时降低成本,特别是利用月球本地资源,一直是科学家们面临的难题。近期,印度科学研究所(IISc)的一项突破性研究,为月球基地的建设提供了新的思路。

月壤,作为月球表面的主要覆盖物,一直是科学家们研究的重点。由于真正的月壤样本稀缺,IISc的研究团队采用了月壤模拟物进行实验。他们发现,一种名为芽孢杆菌(Sporosarcina pasteurii)的地球土壤细菌,在与瓜尔胶混合后,能够将月壤模拟物转化为坚固的砖块。这种细菌通过代谢产生的尿素和钙,可以转化为碳酸钙晶体,这些晶体能够将月壤颗粒紧密结合在一起。

为了进一步探索月球砖块的制造方法,研究团队尝试了烧结技术。他们将月壤模拟物与聚乙烯醇混合后,在高温下烧结,形成了看似更加坚固的砖块。然而,月球上极端的温度变化,以及微流星体和宇宙射线的轰击,对砖块的耐久性提出了严峻挑战。

IISc机械工程系的Koushik Viswanathan指出,月球表面的温度变化剧烈,烧结砖块虽然坚固,但一旦产生裂缝并扩展,整个结构可能会迅速崩塌。因此,找到一种有效的裂缝修复方法,对于月球基地的建设至关重要。

于是,研究团队重新回到了芽孢杆菌的利用上,但这次他们不是用它来制造砖块,而是制造一种用于填补砖块裂缝和孔洞的密封剂。他们将烧结后的月壤模拟物砖块进行多种损坏处理,然后在其上涂抹一种由芽孢杆菌、瓜尔胶和月壤模拟物混合而成的浆料。经过几天的时间,浆料会渗入砖块并填补裂缝和孔洞。

细菌在这一过程中发挥了两个关键作用:一是通过生成碳酸钙来填充裂缝;二是产生生物聚合物,使混合物与砖块紧密结合,恢复其坚固性。实验结果表明,这种方法可以恢复砖块28%至54%的原始抗压强度,虽然还未完全达到原始水平,但已经是一个显著的进步。

IISc的Aloke Kumar表示,他们最初并不确定细菌是否能与烧结砖块结合,但实验结果显示,细菌不仅能够固化浆料,还能很好地附着在其他材料上。然而,实验室的成功并不等同于月球上的成功。Kumar指出,一个关键问题是这些细菌在地外环境中的行为是否会发生改变。

为了解答这一问题,IISc的研究团队计划在印度即将于2026年实施的首次载人航天任务——“加加尼亚安”中,将芽孢杆菌样本送入太空进行实验。据Viswanathan介绍,这将是首次在太空中进行此类细菌实验,对于推动月球基地建设具有重要意义。

 
 
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