月球基地建設靠這種石頭?發電、做衣服、蓋房子干啥都行
2024-6-21 13:41:07??????點擊:
玄武巖是一種常見的普通鋪路石料,在地球和月球上的含量都很豐富,是地球洋殼和月球月海的最主要組成物質,也是地球陸殼和月球月陸的重要組成物質···
前不久,嫦娥六號著陸器在表取采樣完成后,成功在月球背面展開了攜帶的五星紅旗。與普通的有機材料制造的國旗不同,這款國旗的原料非常特殊,來自于石頭,或者更準確地說來自于與月壤化學成分相近的玄武巖。

玄武巖是一種常見的普通鋪路石料,在地球和月球上的含量都很豐富,是地球洋殼和月球月海的最主要組成物質,也是地球陸殼和月球月陸的重要組成物質。經過特殊手段處理后,玄武巖就能改變形態,變成一種泛著金屬光澤的高性能纖維材料——玄武巖纖維。
之所以采用玄武巖纖維來制作,一方面是因為玄武巖纖維具有非常優異的隔熱抗輻射性能,能夠抵御月表惡劣的環境,另一方面也是因為玄武巖在月球的儲量很大,對這類材料的研究可以方便未來人類登陸月球后就地取材,制備出月球基地所需的材料。
伴隨著對玄武巖材料的深入研究,除了直接利用它本身的優異性能來紡織產品,有研究人員發現也可以借助摩擦起電的原理,利用它來制作衣服“發電”。該成果來自于安徽農業大學的研究團隊,名為摩擦電玄武巖紡織品,為了摩擦起電,研究團隊在玄武巖纖維中,添加了一種聚酰亞胺纖維,而當兩種不同的纖維發生摩擦接觸時,就可以將人體運動產生的能量轉化為電能。
摩擦電玄武巖紡織品的設計思路圖
與傳統的納米發電機相比,摩擦電玄武巖紡織品的輸出功率密度可以在加熱到100 °C 時提升2.3倍達到740.6mW m?2,做成衣服的話基本可以滿足手表或手機的應急充電。應對極端條件,比如520 °C的酒精燈火焰和-196°C的液氮,其輸出功率仍可以保持在原始輸出功率的55%和85%,是一種能在太空等極端環境中應用的理想材料。
除此以外,我國科研人員設計的月球屋雛形——“月壺尊”,也計劃利用玄武巖來制造質地輕盈、強度出眾的玄武巖纖維,來為"月壺尊"提供柔性防護。
根據我國國家航天局探月與航天工程中心發布的“探月時間表”:
2026年,我國將發射“嫦娥七號”;
2028年,將發射“嫦娥八號”;
計劃在2028年前,構建國際月球科研站“基本型”,開展月球環境探測和資源利用試驗驗證;
2030年前,我國計劃實現載人登月;
2040年前,將建成一個完善型的國際月球科研站,開展日地月空間環境探測及科學試驗;
再之后,將建設“應用型月球科研站”,形成一個多功能月球基地。
以玄武巖纖維表現出的優異性能,以及在月球豐富的儲量,對玄武巖的深度利用預計將成為這一過程中必不可少的一環。
前不久,嫦娥六號著陸器在表取采樣完成后,成功在月球背面展開了攜帶的五星紅旗。與普通的有機材料制造的國旗不同,這款國旗的原料非常特殊,來自于石頭,或者更準確地說來自于與月壤化學成分相近的玄武巖。
玄武巖是一種常見的普通鋪路石料,在地球和月球上的含量都很豐富,是地球洋殼和月球月海的最主要組成物質,也是地球陸殼和月球月陸的重要組成物質。經過特殊手段處理后,玄武巖就能改變形態,變成一種泛著金屬光澤的高性能纖維材料——玄武巖纖維。
之所以采用玄武巖纖維來制作,一方面是因為玄武巖纖維具有非常優異的隔熱抗輻射性能,能夠抵御月表惡劣的環境,另一方面也是因為玄武巖在月球的儲量很大,對這類材料的研究可以方便未來人類登陸月球后就地取材,制備出月球基地所需的材料。
伴隨著對玄武巖材料的深入研究,除了直接利用它本身的優異性能來紡織產品,有研究人員發現也可以借助摩擦起電的原理,利用它來制作衣服“發電”。該成果來自于安徽農業大學的研究團隊,名為摩擦電玄武巖紡織品,為了摩擦起電,研究團隊在玄武巖纖維中,添加了一種聚酰亞胺纖維,而當兩種不同的纖維發生摩擦接觸時,就可以將人體運動產生的能量轉化為電能。
摩擦電玄武巖紡織品的設計思路圖
與傳統的納米發電機相比,摩擦電玄武巖紡織品的輸出功率密度可以在加熱到100 °C 時提升2.3倍達到740.6mW m?2,做成衣服的話基本可以滿足手表或手機的應急充電。應對極端條件,比如520 °C的酒精燈火焰和-196°C的液氮,其輸出功率仍可以保持在原始輸出功率的55%和85%,是一種能在太空等極端環境中應用的理想材料。
除此以外,我國科研人員設計的月球屋雛形——“月壺尊”,也計劃利用玄武巖來制造質地輕盈、強度出眾的玄武巖纖維,來為"月壺尊"提供柔性防護。
根據我國國家航天局探月與航天工程中心發布的“探月時間表”:
2026年,我國將發射“嫦娥七號”;
2028年,將發射“嫦娥八號”;
計劃在2028年前,構建國際月球科研站“基本型”,開展月球環境探測和資源利用試驗驗證;
2030年前,我國計劃實現載人登月;
2040年前,將建成一個完善型的國際月球科研站,開展日地月空間環境探測及科學試驗;
再之后,將建設“應用型月球科研站”,形成一個多功能月球基地。
以玄武巖纖維表現出的優異性能,以及在月球豐富的儲量,對玄武巖的深度利用預計將成為這一過程中必不可少的一環。
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