3D打印上天了!尿液用来造飞船零件你敢信?

国际金属加工网 2017年09月11日

说到3D打印,绝对是近些年最火爆的前沿应用之一。

人形手办太贵?3D打印机可以搞定——

虽然糙了点,技术宅们还是兴奋得不行

你的鞋子是全球限量?3D打印可是量身定制仅此一双——

人体器官稀缺又昂贵?3D打印或能实现器官再造——

南京危桥改造,3D打印连桥栏这种大工程都能搞定!

3D打印的桥栏杆不仅强度高,工费工期还能减半

似乎只有你想不到,没有3D打印做不到的。。。毕竟,现在连飞往火星的宇宙飞船,都用上了3D打印制作的部件,更神奇的是,原材料居然是宇航员的尿液!

对航天知识有所了解的童鞋们可能知道,外太空的每一滴水都是极其珍贵的资源,因为运水上太空的费用高昂,所以在长期有人驻留的空间站上(例如ISS国际空间站),水是受到严格管制的,就算是汗水、用过的洗澡水、甚至是宇航员的尿液,都会再回收利用,经过回收水系统的处理,重新变成可供宇航员饮用的水。

还记得电影《火星救援》吗?马特达蒙可是连同伴的“粑粑”都没放过

最近,宇航员的尿液又添了一个新用途——制造可飞往火星的飞船!

这是如何实现的呢?据《每日邮报》消息,借助于克莱姆森大学的Mark Blenner博士设计的一套尿液转化系统,可以将尿液中的尿素转化为有用的化合物,例如聚酯分子,而聚酯是制造塑料的重要原料,可用来生产在空间站或是飞往火星的宇宙飞船上的塑料部件。

生活中常见的各种塑料制品,主要成分就是聚酯

Blenner博士回收尿素系统的关键在于,一种名叫解脂耶氏酵母菌的微生物,这种酵母菌的生长发育需要吸收氮元素和碳元素(而这两种元素尿素里恰好都有)。解脂耶氏酵母菌不仅可以从尿素中吸收氮和碳,还能从二氧化碳中吸收碳,而宇航员呼出的气体和火星大气中都含有二氧化碳。只不过在利用二氧化碳中的碳元素时,解脂耶氏酵母菌需要有具备光合作用功能的蓝藻或海藻预先生物固碳,将二氧化碳变成它能吸收利用的形态。

解脂耶氏酵母菌将尿素、二氧化碳等变为塑料原料的同时, 甚至还可以为宇航员生产出极好的营养品——Omega-3 脂肪酸。通过解脂耶氏酵母菌获得的聚酯聚合物,经由3D打印机打印,就成为空间站和宇宙飞船上所使用的各种塑料零部件啦。

如果说用尿液打印零件还不足以震惊你,直接造个空间站如何?

因为零件损耗的原因,国际空间站需要定期进行维护,美国国家航空航天局和俄罗斯联邦航天局经常发射运载火箭为国际空间站运送补给,其中就包括了大量的航天设备零部件。空间运输的单位重量成本往往以数十万元计,而零部件的运输的空间成本往往更高。

美国一家名为Made in Space的公司早在2014年11月,就用自家的3D打印机 Zero-G 在零重力的国际空间站内,成功打印了一块标注“MADE IN SPACE NASA”标识的面板。现在,这家公司准备更进一步,其下一代针对零重力、真空、零压的完全太空环境的 3D 打印机 Additive Manufacturing Facility已经在地面真空实验室通过了真空环境打印测试。

按照计划,Made in Space 将在接下来的 18 个月之内完成太空在轨测试,而如果一切顺利的话,国际空间站将正式用上通过 Made in Space 生产的 3D 打印机打印的零部件进行设备替换。NASA 预估,国际空间站 30% 的结构可以直接使用 3D 打印零部件替代!

也许很快我们就能在科幻电影里,看到马特达蒙化身建筑专家,在外太空一展身手了~


 


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