Het transport van een enkele baksteen naar Mars kost meer dan een miljoen Britse ponden – waardoor de toekomstige bouw van een kolonie op Mars onbetaalbaar lijkt. Wetenschappers van de De Universiteit van Manchester hebben nu een manier ontwikkeld om dit probleem mogelijk te ondervangen, door een betonachtig materiaal te maken van buitenaards stof samen met het bloed, zweet en tranen van astronauten.
Volgens hun studie, gepubliceerd in Materials Today Bio , kan een eiwit uit menselijk bloed, gecombineerd met een verbinding uit urine, zweet of tranen, gesimuleerde maan- of Marsgrond aan elkaar lijmen tot een materiaal dat sterker is dan gewoon beton en perfect geschikt is voor constructiewerk in een buitenaardse omgeving.
De kosten van het vervoer van een enkele baksteen naar Mars worden geschat op ongeveer 2 miljoen dollar, wat betekent dat toekomstige kolonisten op Mars hun bouwmaterialen niet kunnen meenemen, maar gebruik zullen moeten maken van hulpbronnen die zij ter plaatse kunnen verkrijgen voor bouw en onderdak. Dit staat bekend als in-situ resource utilization (of ISRU) en is typisch gericht op het gebruik van losse rotsen en Martiaanse grond (bekend als regolith) en spaarzame waterafzettingen. Er is echter één hulpbron die over het hoofd wordt gezien en die per definitie ook beschikbaar zal zijn op een bemande missie naar de Rode Planeet: de bemanning zelf.
Bloedplasma als bindmiddel
In het artikel in het Materials Today Bio is gepubliceerd, tonen wetenschappers aan dat een veelvoorkomend eiwit uit bloedplasma – humaan serumalbumine – kan fungeren als bindmiddel voor gesimuleerd maan- of Marsstof om een betonachtig materiaal te produceren. Het resulterende nieuwe materiaal, AstroCrete genoemd, had druksterktes tot 25 MPa (Megapascal), ongeveer even hoog als de 20-32 MPa die in gewoon beton wordt waargenomen.
De wetenschappers ontdekten echter dat de toevoeging van ureum – een biologisch afvalproduct dat het lichaam produceert en uitscheidt via urine, zweet en tranen – de druksterkte nog met meer dan 300 procent kon verhogen, waarbij het best presterende materiaal een druksterkte van bijna 40 MPa had, aanzienlijk sterker dan gewoon beton.
Dr Aled Roberts van de Universiteit van Manchester, die aan het project werkte, zegt dat de nieuwe techniek aanzienlijke voordelen biedt ten opzichte van veel andere voorgestelde bouwtechnieken op de maan en Mars.
‘Levensvatbare technologieën’
“Wetenschappers hebben geprobeerd levensvatbare technologieën te ontwikkelen om betonachtige materialen te produceren op het oppervlak van Mars, maar we hebben er nooit bij stilgestaan dat het antwoord misschien al lang in ons zit”, zei hij.
De wetenschappers hebben berekend dat een bemanning van zes astronauten meer dan 500 kg AstroCrete met hoge sterkte kan produceren tijdens een missie van twee jaar op het Marsoppervlak. Als het gebruikt wordt als mortel voor zandzakken of hittegesmolten regolith-stenen, kan elk bemanningslid genoeg AstroCrete produceren om de habitat uit te breiden voor een extra bemanningslid, waardoor de beschikbare huisvesting bij elke volgende missie verdubbelt.
Dierlijk bloed werd vroeger gebruikt als bindmiddel voor mortel. “Het is opwindend dat een belangrijke uitdaging van het ruimtetijdperk kan worden opgelost op basis van inspiratie uit middeleeuwse technologie”, zegt Dr. Roberts.
De wetenschappers onderzochten het onderliggende bindingsmechanisme en ontdekten dat de bloedproteïnen denatureren, of “stremmen”, om een uitgebreide structuur te vormen met interacties die bekend staan als “beta sheets” die het materiaal stevig bij elkaar houdt.
“Het concept is letterlijk bloedstollend,” zegt Dr. Roberts met Brits gevoel voor humor.
Geselecteerd voor jou!
Innovation Origins is het Europese platform voor innovatienieuws. Naast de vele berichten van onze eigen redactie in 15 Europese landen, selecteren wij voor jou de belangrijkste persberichten van betrouwbare bronnen. Zo blijf je op de hoogte van alles wat er gebeurt in de wereld van innovatie. Ben jij of ken jij een organisatie die niet in onze lijst met geselecteerde bronnen mag ontbreken? Meld je dan bij onze redactie.
