火星位於太陽系的宜居帶,在先前有許多證據證明火星曾擁有類似地球的環境,與及豐富的資源,故此火星成為各國研究的重點,甚至想長遠在火星建立基地,只不過目前想在太空中建設基礎設施,仍是需要付出較高的成本和代價,若有更先進的建材或許火星計畫就能更進一步。
未來的太空建設必須是宇航員容易獲得的簡單材料以及低能耗的過程來實現,而英國曼徹斯特大學(The University of Manchester)的科學家們就提供的一種可能解決的方法,他們發明了一種可用於外星建築的生物複合材料,名為「星際混凝土」(StarCrete)是將外太空塵埃、馬鈴薯澱粉和少許鹽混合製成,可以用來在火星上建造房屋,而 StarCrete 的強度竟然是普通混凝土的兩倍,這種材料非常適合在外太空環境中進行建築工作。
圖片來源:Open Engineering這項研究發表在《Open Engineering》期刊上,研究小組證明了馬鈴薯澱粉與模擬火星塵埃混合時可以作為「粘合劑」,產生一種類似混凝土的材料。在測試時,StarCrete 的抗壓強度為72兆帕(MPa),是普通混凝土32兆帕(MPa)的兩倍以上,若是由仿月球塵埃製成的StarCrete甚至強度會更高,可超過91兆帕(MPa)。
這項發明是修改過去研究人員的發想,最初的想法是使用宇航員的血液和尿液作為粘合劑,雖然由此產生的材料具有約40兆帕(MPa)的抗壓強度,比正常的混凝土要好,但缺點就是要定期抽血,在惡劣的環境中操作不太理想,不如直接使用馬鈴薯澱粉還比較可行。
經科研團隊計算後,一袋約25 公斤的脫水馬鈴薯所含有的澱粉,是可以製造出近半噸的StarCrete,相當於213塊磚頭。以這項的比例作為參考,要建造一棟三房的屋子需要大約7,500 塊磚頭。此外,還發現了一種鹽(氯化鎂)能顯著提高StarCrete的強度,而氯化鎂可以從火星表面或者宇航員眼淚中獲取。
研究團隊表示,下一個階段就是將StarCrete從實驗室轉移到應用場景中,而羅伯茨博士(Dr. Roberts)及其團隊最近成立了一家新創公司 DeakinBio,正在探索改進StarCrete的方法。
因為目前的水泥和混凝土製造過程需要非常高的燃燒溫度和大量能量,已佔全球二氧化碳排放量約8%,若StarCrete 可以在正常的「家庭烘焙」溫度下製作,例如:烤箱或微波爐,就能降低生產能源成本,肯定對環境生態是更友善的。