如这位画家的插图所示，未来的月球基地可以用月球上发现的材料进行3D打印。©ESA FOSTER + PARTNERS
未来的宇航员可以用月尘和尿液来建造月球建筑。这是化学家Anna-LenaKjøniksen和她的同事们的建议。他们 用尿素 和人造月土壤制成水泥。尿素（Yu-REE-uh）是尿液的主要成分。
当人类在其他行星或月球上长期居住时，他们将需要轻装上阵。部分原因是从地球上发送材料非常昂贵。美国国家航空航天局估计，送入地球轨道的每磅物质大约要花费1万美元。
利用当地资源可以降低成本。研究人员建议使用月球土壤制造混凝土或水泥。宇航员可以用这种材料打印出他们的住所。但是大多数水泥需要大量的水，而在月球上是稀缺的。水非常重，无法拖入太空。
在地球上，建筑商可以添加一种化学物质来减少水泥的需水量。这种添加剂被称为超级增塑剂。它的工作原理是防止干燥的混合物变得太脆。它还使混合材料具有足够的可塑性，可以用于3d打印机。但大多数高效减水剂是有机化合物，这意味着富含碳挪威哈尔登市Østfold大学学院的Kjøniksen说，这些在月球上也供不应求。
“我当时在想，月球上有什么？”她想知道，如果增加人员，那么有什么可用的？然后她灵机一动，也许人类排泄物可以变成有用的东西。
Kjøniksen以前曾使用尿素使塑料混合物的粘度降低或变稠。尿素破坏分子之间的氢键。这样可以减少摩擦并使分子更容易相互滑过。她从未听说有人在水泥中使用它，“但我认为值得一试。”
二氧化硅和氧化铝粉末充当月尘的替身。它是Kjøniksen水泥中的主要成分。它的化学含量类似于粉煤灰，粉煤灰是普通水泥混合物中的主要成分。它只是具有更大和更多的晶粒。
她的团队将这种粉末与尿素粉混合。它不是从真正的尿液中蒸馏出来的。他们从一家化学供应公司购买了尿素。他们用一些水将这种混合物加满以制成水泥。与地球上建设项目中使用的其他两种高效减水剂相比，“尿素效果很好”，Kjøniksen报告。
科学家们用一种含有模拟月球灰尘和尿素(人类尿液中含量第二丰富的化合物)的水泥3d打印了这些微型墙壁。研究人员说，未来的宇航员可以使用类似的组合来建造自己的栖息地。©S.PIEHVAR，ESA
混合物在轻重量下仍能保持其形状，并能承受温度变化。通过管子挤出水泥，然后使用3-D打印机将水泥彼此叠放成几层，墙体很小，很稳定。该小组在2月20日的Journal of Cleaner Production上分享了其发现。
Kjøniksen计划在更极端的温度和模拟月球缺乏大气的真空室内测试水泥。下一步是将墙缩放到更实际的尺寸。她还想测试未来的宇航员是否必须净化尿液，或者他们是否可以直接使用小便制造水泥。
Belinda Rich说，在现实生活中，制造尿素水泥可能不仅仅只是撒尿。她是位于荷兰诺德韦克的欧洲航天局的材料科学家。她没有参与这项研究，但正在与Kjøniksen的小组合作进行后续测试。但她说，总的来说，在月球上用尿素制造水泥是可行的。
“这听起来像是一个愚蠢的想法，”Rich说。“但我们现在看到的是——它起作用了。”
参考文献：
Journal: S. Pilehvar et al.Utilization of urea as an accessible superplasticizer on the moon for lunar geopolymer mixtures.
Journal of Cleaner Production. Vol. 247, February 20, 2020.
doi: 10.1016/j.jclepro.2019.119177.
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