科学者が通常のコンクリートの2倍の強度を持つ「宇宙コンクリート」を開発

マンチェスター大学の科学者らは、地球外の塵、ジャガイモデンプン、ひとつまみの塩から作られた「スタークリート」と呼ばれる新素材を開発し、火星に住宅を建てるのに使用できる可能性があると発表した。

宇宙におけるインフラの構築は現在、法外に高価であり、実現するのが困難です。 将来の宇宙建設では、宇宙飛行士が簡単に入手できるシンプルな材料に依存する必要があるため、StarCrete は考えられる解決策の 1 つを提供します。 この発明の背後にある科学者たちは、ジャガイモデンプンとひとつまみの塩を混ぜた火星の模擬土壌を使用して、通常のコンクリートの2倍の強度があり、地球外環境での建設作業に最適な材料を作成しました。

ジャーナル「オープン・エンジニアリング」に掲載された論文の中で、研究チームは、普通のジャガイモデンプンが模擬火星の塵と混合されると結合剤として機能し、コンクリートのような材料を生成できることを実証した。 テストしたところ、StarCrete の圧縮強度は 72 メガパスカル (MPa) で、これは通常のコンクリートで見られる 32 MPa の 2 倍以上の強度です。 月の塵から作られたスタークリートはさらに強度が高く、91MPaを超えました。

この研究は、宇宙飛行士の血液と尿を結合剤として使用した同じチームによる以前の研究を改良したものです。 得られた材料の圧縮強度は約40MPaと通常のコンクリートより優れていましたが、この工程では定期的に血液を注入する必要があるという欠点がありました。 宇宙のような過酷な環境で動作する場合、このオプションはジャガイモデンプンを使用するよりも実現可能性が低いと考えられていました。

私たちは宇宙飛行士の食糧としてでんぷんを生産することになるので、それを人間の血液ではなく結合剤として見るのは理にかなっています。 また、現在の建築技術は依然として何年にもわたる開発を必要とし、多大なエネルギーと追加の重加工装置を必要とし、これらすべてがミッションにコストと複雑さを加えます。 StarCrete はこれらを一切必要としないため、ミッションが簡素化され、より安価で実現可能になります。

「宇宙飛行士の食糧としてでんぷんを生産することになるので、それを人間の血液ではなく結合剤として見るのは理にかなっています。 また、現在の建築技術は依然として何年にもわたる開発を必要とし、多大なエネルギーと追加の重加工装置を必要とし、これらすべてがミッションにコストと複雑さを加えます。 StarCrete はこれらを一切必要としないため、ミッションが簡素化され、より安価で実現可能になります。

「とにかく、宇宙飛行士はかさぶたや尿でできた家に住みたくないでしょう！」 マンチェスター大学フューチャーバイオマニュファクチャリング研究ハブの研究員であり、このプロジェクトの主任研究員であるアレッド・ロバーツ博士。

研究チームの計算によると、乾燥ジャガイモ（ポテトチップス）の袋（25kg）には、ほぼ0.5トンのスタークリートを生産するのに十分なデンプンが含まれており、これはレンガ213個以上に相当する材料に相当します。 比較のために、3 ベッドルームの家を建てるには約 7,500 個のレンガが必要です。 さらに、彼らは、火星の表面や宇宙飛行士の涙から得られる食塩である塩化マグネシウムが、StarCrete の強度を大幅に向上させることを発見しました。

このプロジェクトの次の段階は、StarCrete をラボからアプリケーションに変換することです。 ロバーツ博士と彼のチームは最近、新興企業 DeakinBio を立ち上げ、StarCrete を地上環境でも使用できるように改良する方法を模索しています。

StarCrete が地上で使用されれば、従来のコンクリートに代わるより環境に優しい代替品となる可能性があります。 セメントとコンクリートは、その製造プロセスで非常に高い焼成温度と大量のエネルギーを必要とするため、世界の CO2 排出量の約 8% を占めています。 一方、StarCrete は、通常のオーブンまたは電子レンジで通常の「ホームベーキング」温度で製造できるため、製造にかかるエネルギーコストが削減されます。