Vi khuẩn xử lý gạch bị nứt trong không gian

Theo IISc., các chuyến thám hiểm Mặt Trăng trong tương lai không chỉ là các nhiệm vụ bay ngang qua. Ví dụ, chương trình Artemis của NASA tìm cách thiết lập môi trường sống cố định trên Mặt Trăng.

Để cắt giảm chi phí, thay vì vận chuyển vật liệu từ Trái Đất, các phi hành gia sẽ phải sử dụng đất Mặt Trăng dồi dào sẵn có – hỗn hợp phức tạp gồm các khoáng chất và đá bị vỡ để xây dựng các công trình.

Vài năm trước, các nhà nghiên cứu tại IISc. đã sử dụng một loại vi khuẩn trong đất có tên là sporosarcina pasteurii để tạo ra những viên gạch từ các chất mô phỏng đất Mặt Trăng và Sao Hỏa.

Tinh thể canxi cacbonat

Vi khuẩn biến đổi urê và canxi thành tinh thể canxi cacbonat, cùng với guar gum, kết dính các hạt đất lại với nhau để tạo thành vật liệu giống gạch. Quy trình này là giải pháp thay thế thân thiện với môi trường và ít tốn kém hơn sử dụng xi măng.

Sau đó, nhóm nghiên cứu cũng khám phá phương pháp thiêu kết – nung hỗn hợp đất mô phỏng và polyme có tên là polyvinyl alcohol ở nhiệt độ rất cao, để tạo ra những viên gạch chắc hơn nhiều.

Aloke Kumar, đồng tác giả nghiên cứu cho rằng: “Đây là một trong những cách sản xuất gạch cổ điển, cho ra lò những viên gạch có độ bền rất cao, thậm chí còn đủ để xây nhà ở thông thường”.

Mặc dù quy trình thiêu kết dễ mở rộng quy mô vì có thể nung nhiều viên gạch cùng lúc trong lò, nhưng bề mặt Mặt Trăng rất khắc nghiệt (nhiệt độ có thể dao động từ 121°C đến -133°C chỉ trong một ngày) và liên tục bị gió Mặt Trời và thiên thạch bắn phá. Các yếu tố bất lợi này có thể làm nứt gạch, khiến cho các công trình xây dựng bị suy yếu.

Thay đổi nhiệt độ

PGS. Koushik Viswanathan, một trong số các tác giả chia sẻ: “Theo thời gian, sự thay đổi nhiệt độ rõ rệt hơn nhiều trên bề mặt Mặt Trăng có thể gây tác động lớn. Gạch thiêu kết khá giòn. Nếu trên gạch có một vết nứt, nó sẽ lan rộng, khiến cho toàn bộ cấu trúc sụp đổ”.

Để xử lý vấn đề này, nhóm nghiên cứu đã chuyển sang sử dụng vi khuẩn. Trong nghiên cứu mới, họ đã tạo ra các vết nứt nhân tạo khác nhau trong gạch thiêu kết và đổ hỗn hợp làm từ sporosarcina pasteurii, guar gum và chất mô phỏng đất Mặt Trăng vào đó. Kết quả là vi khuẩn không chỉ làm đông đặc hỗn hợp mà còn bám dính tốt.

Chịu nhiệt độ cao

Gạch gia cố có thể chịu được nhiệt độ dao động từ 100°C đến 175°C. Nhóm nghiên cứu hiện đang đề xuất gửi mẫu sporosarcina pasteurii vào không gian như một phần của sứ mệnh Gaganyaan để kiểm tra sự phát triển và hoạt động của vi khuẩn trong điều kiện vi trọng lực.

Theo: vista.gov.vn