Không ít người mong ước nhân loại có thể vươn ra khỏi Trái Đất mà thống trị không gian, gần thì là Hệ Mặt Trời mà xa vời hơn nữa thì sẽ tới được hẳn hệ sao, thiên hà khác. Thế nhưng ước mong “nhỏ nhoi” này bị cản lại bởi sự thật phũ phàng: Trái Đất không đủ nguyên vật liệu cho phép ta hiện thực hóa cái xã hội liên hành tinh kia.

Một nhóm các nhà khoa học tới từ Đại học Kỹ thuật và Thiết kế Singapore mong muốn thay đổi điều đó. Họ phát hiện ra rằng chỉ với những phản ứng hóa học đơn giản, họ có thể biến chitin – thứ vật chất có trong vỏ của côn trùng và loài giáp xác – thành những vật liệu xây dựng cơ bản, đáp ứng được nhu cầu tạo công cụ và xây nhà ở trên hành tinh khác. Quá trình biến đổi này không cần nhiều năng lượng mà cũng chẳng cần tới thiết bị chuyên dụng.
Biến chitin trong vỏ côn trùng có thể trở thành siêu vật liệu trên Sao Hỏa

Kết hợp chitin với vật chất tương tự như đất Sao Hỏa, các nhà khoa học có thể tạo nên những hình dáng phức tạp, nhiều chi tiết như thế này

“Ban đầu, công nghệ này được phát triển để tạo ra hệ sinh thái khép kín ở khu vực nội thành”, đồng tác giả nghiên cứu Javier Fernandez nói. “Nhưng vì quá hiệu quả, chúng tôi còn có thể áp dụng nó vào phương pháp sản xuất vật liệu trong môi trường nhân tạo khép kín, đặt tại những môi trường khắc nghiệt của một hành tinh không sự sống hay trên trạm vũ trụ”.

NASA nêu kế hoạch đưa người Mỹ trở lại Mặt Trăng và xây dựng một căn cứ tại đó, làm tiền đề chinh phục Sao Hỏa. Để những sứ mệnh không gian này thành công, ngành khoa học vật liệu phải có được những đột phá lớn, nhằm ta xây được căn cứ ở thiên thể xa xôi. Việc vận chuyển vật liệu sẽ tốn kém lắm, nên các nhà nghiên cứu tìm cách tạo vật liệu xây dựng ngay trên bề mặt thiên thể.

Đã có bên đề xuất sử dụng công nghệ in 3D, với yêu cầu là một lượng lớn hóa chất và nước uống được, bên cạnh đó là một vật liệu giống đá sẽ cần tới cả nước và axit photphoric. Hồi tháng Ba, có một báo cáo khoa học nêu lên khả năng phi hành gia định cư trên Mặt Trăng sử dụng urê trong nước tiểu để làm chất hóa dẻo nhằm tạo ra xi măng ngay trên bề mặt Mặt Trăng.

Việc xây căn cứ Sao Hỏa cũng gặp phải những thách thức tương tự: làm sao để tạo ra vật liệu xây dựng ngay trên bề mặt Hành tinh Đỏ, tận dụng những tài nguyên sẵn có gần khu vực đặt trạm. Nhưng tác giả của nghiên cứu mới chỉ ra rằng những phương án đã nêu đều cần một lượng lớn năng lượng cũng như những thiết bị chuyên dụng. Vẫn còn những phương án khác nữa …

“Tự nhiên có sẵn những chiến lượng sinh tồn và thích nghi hiệu quả trước những môi trường khắc nghiệt”, tác giả nghiên cứu mới viết. “Trên cơ thể sinh vật, những cấu trúc cứng chắc có thể sinh ra từ việc kết hợp quá trình thêm chất vô cơ ở mức năng lượng thấp (ví dụ như canxi cacbonat) vào với ma trận hữu cơ (ví dụ như chitin) vốn được tạo ra nhờ quá trình chuyển hóa năng lượng”.

Fernandez và cộng sự cho rằng chitin sẽ là một phần thiết yếu của bất cứ hệ sinh thái nhân tạo nào, bởi lẽ chitin rất sẵn trong tự nhiên. Chúng là thành phần chính có trong vảy cá, tường tế bào của nấm hay trong bộ xương ngoài của loài giáp xác cũng như côn trùng. Thực tế, ta đã bắt đầu coi côn trùng là nguồn protein tiềm năng cho sứ mệnh căn cứ Sao Hỏa. Và bởi lớp vỏ chitin chẳng đem lại mấy giá trị dinh dưỡng cho con người, ta có thể sử dụng chitin để làm vật liệu xây dựng.

Trong thử nghiệm của mình, các nhà nghiên cứu tiến hành những thí nghiệm hóa học đơn giản. Họ sử dụng chitosan có trong vỏ tôm, hòa tan chúng trong axit axetic – một phụ phẩm thường thấy trong cả hai quá trình lên men có và không có không khí – và kết hợp nó với khoáng chất tương tự với đất Sao Hỏa; kết quả là họ có được vật liệu xây dựng có tính chitin.

Sử dụng vật liệu này, đội nghiên cứu làm ra được nhiều công cụ hữu dụng, đáng chú ý nhất là một chiếc cờ lê hoạt động được. Dù biết rằng chitin khó có thể thay thế được kim loại, nhưng thử nghiệm cho thấy nó vẫn đủ cứng cáp để thay thế cờ lê thường; mà hỏng chiếc này, có thể ngay lập tức tạo ra chiếc khác để thay thế.

Tiếp theo, nhóm các nhà khoa học sử dụng vật liệu này trong nhiều dự án hình học để nghiên cứu tiềm năng của nó, xem liệu có thể “nhào nặn” chitin thành những hình trụ, khối lập phương hay những hình thể nhiều góc cạnh. Họ cũng cho thấy hỗn hợp này có thể thay vữa, chặn được lỗ rò của một ống dẫn; ống thử nghiệm đã tiếp tục tồn tại nhiều tuần sau đó mà không rỉ thêm lần nào.

Nhóm nghiên cứu kết luận: kết quả nghiên cứu cho thấy giải pháp “khép kín, không chất thải” này là khả thi trên Sao Hỏa.

Cũng giống như một bộ manga nổi tiếng nào đó, chúng ta hoàn toàn có thể dựa vào những đặc tính dẻo dai nơi loài côn trùng để cường hóa nhân loại, biến con người trở thành sinh vật liên hành tinh.

Nghiên cứu đã được đăng tải trên tạp chí khoa học PLOS ONE.

VLXD.org

Tin liên quan

Dulux từ AkzoNobel ra mắt giải pháp sơn với tính năng thanh lọc không khí trong nhà lần đầu tiên tại Việt Nam

Thương hiệu Dulux của AkzoNobel, công ty sơn và chất phủ hàng đầu thế giới, chính thức ra mắt Dulux Better Living Air Clean, sản phẩm sơn nội thất gốc sinh học siêu cao cấp với khả năng nâng cao chất lượng không khí trong nhà. Đây là sản phẩm sơn nội thất gốc sinh […]


Xem chi tiết: Dulux từ AkzoNobel ra mắt giải pháp sơn với tính năng thanh lọc không khí trong nhà lần đầu tiên tại Việt Nam

Sơn thông minh có khả năng tiêu diệt một số chủng virus Corona

Tờ Daily Mail đưa tin hãng sản xuất sơn Airlite tuyên bố loại “sơn thông minh” này có khả năng hấp thụ các chất ô nhiễm và mùi hôi, đồng thời tiêu diệt một số chủng virus Corona. Airlite cho biết mỗi mét vuông bề mặt được phủ sơn của hãng này có sức lọc […]


Xem chi tiết: Sơn thông minh có khả năng tiêu diệt một số chủng virus Corona

“Tây hóa” trong sử dụng nội thất gỗ

Phương Tây là cái nôi của nhiều xu hướng nội thất trên thế giới, tạo nên những chuẩn mực có giá trị tồn tại trong nhiều thế kỷ và có sức lan tỏa vô cùng mạnh mẽ. Những phong cách nội thất tiêu biểu từ phương Tây Có rất nhiều phong cách nội thất xuất […]


Xem chi tiết: “Tây hóa” trong sử dụng nội thất gỗ

Bảo trì mặt dựng tòa nhà và xu hướng sử dụng vật liệu tấm ốp

Trong nhiều năm gần đây, hệ thống bảo trì mặt ngoài tòa nhà luôn được các KTS, nhà thầu xây dưng và chủ đầu tư quan tâm bởi các tòa nhà được bao phủ bằng hệ FAÇADE kính. Bởi vì ngoài việc thiết kế tạo ra một công trình đẹp chất lượng thì cách để […]


Xem chi tiết: Bảo trì mặt dựng tòa nhà và xu hướng sử dụng vật liệu tấm ốp

Véc-ni, thuốc nhuộm, dầu, sáp: Lớp hoàn thiện nào phù hợp nhất cho gỗ?

Vật liệu gỗ ngày càng được chú ý hơn bởi các công trình gỗ mang một vẻ đẹp tự nhiên và có tính bền vững. Do đó, để tăng tuổi thọ của công trình cũng như bảo dưỡng cho gỗ khỏi các tác động tiêu cực của thời tiết, người thiết kế cần thiết phải […]


Xem chi tiết: Véc-ni, thuốc nhuộm, dầu, sáp: Lớp hoàn thiện nào phù hợp nhất cho gỗ?

Kinh nghiệm lựa chọn nẹp chân tường

Các kiến trúc sư có xu hướng chú ý đến từng chi tiết tạo nên một dự án, có thể là vật liệu bao phủ mặt tiền, điểm tiếp giáp giữa các tầng khác nhau, cách cánh cửa mở, loại khung cửa sổ, kết cấu bê tông, và hơn thế nữa. Nhưng một chi tiết […]


Xem chi tiết: Kinh nghiệm lựa chọn nẹp chân tường

Tìm hiểu quá trình tạo ra bê tông đen

Bê tông đen được rất nhiều kiến trúc sư yêu thích khi lên kế hoạch thiết kế, thi công các công trình, dự án. Chất liệu bê tông mang lại vẻ đẹp mộc mạc, trong khi sắc đen cho phép làm nổi bật những điểm nhấn kiến trúc ngoại thất. Thế nhưng, quy trình sản […]


Xem chi tiết: Tìm hiểu quá trình tạo ra bê tông đen

Tìm hiểu các loại vật liệu Ceramic dùng trong các công trình xây dựng

Trong xây dựng hiện nay, vật liệu Ceramic đang được ứng dụng khá rộng rãi và trở thành một trào lưu mới phục vụ cho nhu cầu và đời sống ngày càng cao của xã hội. Đây dường như là một vật liệu cao cấp có tính năng ưu việt và được rất nhiều người […]


Xem chi tiết: Tìm hiểu các loại vật liệu Ceramic dùng trong các công trình xây dựng

Khách sạn Babylonstoren ở Nam Phi chính thức mở cửa Vườn gia vị

Supernormal thiết kế lớp học kiểu mới cho trung tâm giáo dục trẻ em ở Massachusetts

Phòng tắm sẽ trông như thế nào trong tương lai?

Ván gỗ: Sự khác nhau giữa gỗ MDF, MDP, Plywood và OSB

10 ý tưởng thông minh để trưng bày nồi và chảo trong bếp

Thiết kế cửa gỗ xoay giúp căn hộ ở São Paulo trở nên mềm mại hơn

Phân biệt Coverlet, Duvet, Quilt và Comforter

9 cách để tận dụng tối đa không gian sân hiên nhà bạn

Yusuke Seki với lột xác Bang & Olufsen Audio Kyoto

10 sắc đỏ rạng rỡ cho Powder Room (phòng tắm dành cho khách)