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

Du lịch nhật bản, hướng dẫn du lịch Nhật và đánh giá địa điểm Nhật Bản Japan travel news, japan travel guides, japan holiday destinations and japan reviews

Tin liên quan

Tìm hiểu về phụ gia bê tông và các công dụng của từng loại

Ở Việt Nam phụ gia bê tông được nghiên cứu từ những năm 1965 – 1967 và ngày càng phát triển với chủng loại tương tự như những nước khác. Các chủng loại phụ gia ở Việt Nam chủ yếu là: phụ gia tăng dẻo, siêu dẻo giảm nước, phụ gia chống thấm, phụ gia […]


Xem chi tiết: Tìm hiểu về phụ gia bê tông và các công dụng của từng loại

Ưu, nhược điểm của kính cường lực hay kính dán 2 lớp trong xây dựng

Lắp kính trên mái nhà chính là giải pháp cứu tinh cho những căn hộ hạn chế cả về diện tích lẫn không gian tự nhiên. Vậy, cần chọn chất liệu kính nào cho mái nhà để vừa đảm bảo an toàn, vừa thoáng sáng mà vẫn dễ vệ sinh?  Tại sao cần lắp kính […]


Xem chi tiết: Ưu, nhược điểm của kính cường lực hay kính dán 2 lớp trong xây dựng

Những điều cần lưu ý khi chọn sơn nội thất

Sơn nội thất là loại sơn được sử dụng để sơn bề mặt tường trong nhà. Sơn nội thất được ví như tấm áo khoác vừa làm đẹp, vừa bảo vệ ngôi nhà, đem đến không gian sinh hoạt đầy trải nghiệm, truyền cảm hứng, tạo động lực cho các thành viên trong gia đình. Vậy […]


Xem chi tiết: Những điều cần lưu ý khi chọn sơn nội thất

Nguyên nhân và cách hạn chế tình trạng nứt tường

Khi xây dựng xong công trình thường xảy ra hiện tượng các bức tường bị nứt sau thời gian sử dụng. Vậy phải làm sao để hạn chế nứt tường trong xây dựng. Bài viết dưới đây sẽ chia sẻ cho bạn một số cách hạn chế tình trạng đó. Nguyên nhân xảy ra tình […]


Xem chi tiết: Nguyên nhân và cách hạn chế tình trạng nứt tường

Tìm hiểu các ưu điểm vượt trội của sàn nhựa giả đá

Là loại vật liệu mới thân thiện với môi trường, sở hữu nhiều ưu điểm vượt trội, sàn nhựa giả đá ngày càng được nhiều người ưa chuộng sử dụng trong các không gian sống. Sàn nhựa giả đá là gì? Sàn nhựa giả đá là loại vật liệu được sản xuất từ nguyên liệu […]


Xem chi tiết: Tìm hiểu các ưu điểm vượt trội của sàn nhựa giả đá

Kính điện – ứng dụng thông minh

Từ tre nứa, thép, bê tông cho đến vật liệu bằng kính, sự phát triển của vật liệu xây dựng đã góp phần đem lại sự đa dạng và phát triển cho ngành kiến trúc – nội thất. Và mới đây nhất là sự góp mặt của “Kính điện Goldsunvina”, giải pháp cửa kính công […]


Xem chi tiết: Kính điện – ứng dụng thông minh

Cùng tìm hiểu về tấm ốp tường PVC

Trong những năm gần đây, lựa chọn trang trí tường bằng tấm ốp PVC được ứng dụng phổ biến. Bài viết này sẽ giúp bạn có cái nhìn tổng thể nhất về loại vật liệu này. Tấm ốp tường PVC là gì?Đây là loại vật liệu mới dùng trong ốp lát tường nội thất để […]


Xem chi tiết: Cùng tìm hiểu về tấm ốp tường PVC

Gạch men vân gỗ – Vẻ đẹp bền bỉ vượt thời gian

Gạch men vân gỗ là một vật liệu ốp lát được lựa chọn phổ biến. Đặc biệt đối với những người muốn không gian có được vẻ đẹp của gỗ bền bỉ vượt thời gian. Khi công nghệ thiết kế gạch ngày càng phát triển thì nhiều mẫu gạch ốp lát vân gỗ được ra […]


Xem chi tiết: Gạch men vân gỗ – Vẻ đẹp bền bỉ vượt thời gian

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)

Bài viết khác