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

Giải pháp làm sạch không khí bởi quạt làm mát

Với thực trạng không khí ngày càng ô nhiễm và đầy rẫy những mầm bệnh gây hại như hiện nay, nhu cầu sở hữu một không gian sinh sống và làm việc với chất lượng không khí được đảm bảo đang là mối quan tâm hàng đầu trong hầu hết mọi người dân Việt Nam.   […]


Xem chi tiết: Giải pháp làm sạch không khí bởi quạt làm mát

Thiết kế phòng tắm “cá tính” với sự kết hợp những gam màu nổi bật

Những fan hâm mộ của Câu lạc bộ (CLB) Manchester United lừng danh vô cùng tâm huyết với đội bóng và luôn muốn có cơ hội để thể hiện tình yêu với thần tượng của mình. Là nhà tài trợ trên tay áo đầu tiên cho CLB, Công ty hàng đầu thế giới trong lĩnh […]


Xem chi tiết: Thiết kế phòng tắm “cá tính” với sự kết hợp những gam màu nổi bật

Những tiêu chí lựa chọn thiết bị vệ sinh tổng hợp cho ngôi nhà của bạn

Thiết bị vệ sinh là những sản phẩm nội thất không thể thiếu cho phòng tắm và phòng vệ sinh. Lựa chọn được thiết bị chất lượng cao với giá thành hợp lý luôn là vấn đề được mọi khách hàng quan tâm. Với sự phát triển của thị trường thiết bị nhà tắm, rất […]


Xem chi tiết: Những tiêu chí lựa chọn thiết bị vệ sinh tổng hợp cho ngôi nhà của bạn

Xu thế sử dụng gỗ bền vững và hợp pháp trong các công trình kiến trúc

Sáng 14/1, Trung tâm Giáo dục và Phát triển (CED) phối hợp với trường Đại học Kiến trúc Hà Nội tổ chức Hội thảo về sử dụng gỗ bền vững và hợp pháp trong các công trình kiến trúc. Hội thảo được tổ chức nhằm nâng cao nhận thức về yêu cầu sử dụng gỗ […]


Xem chi tiết: Xu thế sử dụng gỗ bền vững và hợp pháp trong các công trình kiến trúc

24 mẫu đá ốp mặt bếp đơn giản mà sang trọn

Chắc hẳn ai trong chúng ta đều thấy khó chịu với những vệt bám bẩn trên mặt bếp, lau đi lau lại không sạch, vừa không vệ sinh vừa mất thẩm mỹ cho căn bếp. Vậy thì xem ngay 24 mẫu đá ốp mặt bếp đơn giản, dễ lau chùi giữ căn bếp luôn sáng […]


Xem chi tiết: 24 mẫu đá ốp mặt bếp đơn giản mà sang trọn

Kính xây dựng – Vật liệu tạo nên sự khác biệt trong kiến trúc

Kính là vật liệu tuyệt vời có nhiều đặc tính và công dụng khác nhau. Nó chủ yếu được sử dụng như một vật liệu kính trong suốt, cung cấp cho các kiến ​​trúc sư rất nhiều thiết kế và khả năng mới để nâng cao diện mạo và tính năng của tòa nhà. Cửa […]


Xem chi tiết: Kính xây dựng – Vật liệu tạo nên sự khác biệt trong kiến trúc

Sơn lót – Người hùng thầm lặng của mọi công trình

Bỏ qua sơn lót về lâu dài sẽ làm giảm độ bền, thẩm mỹ của lớp sơn phủ. Nếu không có sơn lót thì lượng sơn phủ thường phải tăng thêm 40% mà hiệu quả vẫn không như mong muốn. Trong thi công sơn, mặc dù không thấy được lớp sơn lót sau khi công […]


Xem chi tiết: Sơn lót – Người hùng thầm lặng của mọi công trình

Eurowindow “thắng lớn” tại hội thi thợ giỏi ngành xây dựng Việt Nam 2020

Tranh tài ở hai môn thi: lắp đặt cửa nhôm kính và thợ hàn, Eurowindow đã gặt hái thành công lớn tại hội thi thợ giỏi ngành xây dựng Việt Nam 2020 khi 10 cá nhân được vinh danh Bàn tay vàng, 4 cá nhân đạt giải Thợ giỏi. Diễn ra trong hai ngày 8 […]


Xem chi tiết: Eurowindow “thắng lớn” tại hội thi thợ giỏi ngành xây dựng Việt Nam 2020

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)