看起來火星已經(jīng)成為美國宇航局（NASA）的頭號目標任務，而且他們考慮得相當長遠而周全：不僅僅要完成一次往返履行，而且準備在那里待更長的時間。這也是NASA在去年發(fā)起設計火星居所挑戰(zhàn)賽的原因。此次比賽的頭獎于2015年9月份被授予了一個完全用冰3D打印火星房屋的設計方案。不過如今來自美國西北大學的研究人員已經(jīng)找到了更加可行的替代材料：一種完全用火星上的材料制成的可3D打印混凝土。
這種混凝土，使用的并不是我們常見的碎石、水泥和水——這些火星上并不常見。相反研究人員名使用的是礫石骨料和一種特殊的粘結劑——也就是熔硫，后者在這顆紅色星球上十分豐富。
研究團隊使用氧化硅、氧化鋁、氧化鐵和氧化鈦模擬出的火星土壤。
據(jù)了解，完成這項發(fā)明的是西北大學McCormick工程學院的副教授Gianluca Cusatis和他的團隊。據(jù)Cusatis稱，這種特殊的混凝土混合物具有一些顯著的優(yōu)勢，而這些特點無疑也會吸引那些正在尋求在地球上3D打印房屋的創(chuàng)新者們。比如當下的混凝土往往需要28個小時才能凝固，而這種新的混凝土只需兩到三個小時即可凝固，這使它非常適合3D打印技術。另外它也非常耐腐蝕，強度是典型的硫磺混凝土的兩倍多。研究人員們認為，這種材料的強度足以在火星上建造摩天大廈（火星的重力也被考慮在內）。盡管這種材料的確切強度仍然有點神秘，它可能來自于細小的火星土壤顆粒，結合了土壤與硫磺發(fā)生的一種化學反應的結果。事實上，當這種混凝土斷裂之后，再將其重新熔化、重新鑄造，它會變得強度更高——這有可能是顆粒度進一步減小的緣故。
火星上的硫磺顆粒（左），比地球上的要小得多
而且，這種混合也使其材料的效率 更高。“典型的硫磺混凝土主要使用沙子，它是惰性的，只是填料。”Cusatis解釋道：“而在我們的火星混凝土，其中的硫磺不只是粘合劑，它還能夠與火星土壤中的礦物發(fā)生反應。這就完全改變了整個結果。”Cusatis的團隊專門針對這一有趣的材料撰寫了一篇論文發(fā)表在了《Construction and Building Materials》雜志上，該論文的第一作者是前博士生和Cusatis的前研究員Roman Wendner。
不過，可能有朋友會問了：既然這種材料這么好，為什么我們不在地球上使用使用這種材料？實際上，在地球上也有硫磺混凝土存在，只不過使用的不多。因為它有一個主要的限制：對火和熱非常敏感。它的熔點只有115.2攝氏度，這就使大樓根本經(jīng)受不住一點火災。“它的防火性能是一個問題。”Cusatis，“但是如果是首次殖民的話，火災就不是問題，主要的問題是如何讓建筑更加安全耐用，并且在隕石沖擊中存活下來。”不過，他們也正在研究更多的方法，希望能夠使這種材料更加防火、防爆。
