工具3D打印使用模拟火星尘埃

模拟月球和火星表面风化层的尘埃和岩石颗粒已被转化为3D打印机墨水，让我们得以一窥人类未来可能如何利用当地材料来建造和维护地外前哨。

3D打印方法已经被证明可以用模拟的月球和火星风化层制作物体。然而，由于处理限制和高能量需求，这些设备并不适合在极端、资源匮乏、低重力环境中使用。更重要的是，尽管有用，结果对象一直是硬的和不灵活的。

现在亚当·雅库斯和他的同事们Ramille Shah的实验室美国西北大学的科学家首次开发出了一种系统，可以用模拟火星和月球尘埃墨水打印出柔软的橡胶状物体，包括圆柱体、扳手和可堆叠的乐高积木。然后烧结可以使材料硬化，从而提供软硬两种结构的选择。“打印系统的简单性[…]以及就地利用资源的潜力使其成为外星探索的理想选择，”Jakus说。

为了制造墨水，该团队将含有蒸发剂、表面活性剂和增塑剂的溶剂混合物与模拟粉末和生物聚合物聚乳酸-共乙醇乙酸(PLGA)结合在一起，这是一种弹性粘合剂。这些模拟风化层由未经提炼的火山物质组成，经美国宇航局认证，其成分和形式与月球和火星特定地区的火山物质非常接近。除了筛除会影响打印过程的较大颗粒外，这些材料没有经过处理，就像它们在太空中一样。

重要的是，PLGA来源于乳酸和乙醇酸单体，这是尿液和其他生物废物中常见的天然产物。雅库斯说:“这对于需要完全利用和完全回收所有东西的环境来说是理想的。”更重要的是，在这个过程中没有任何溶剂被化学转化或消耗，所以它们可以被收集和回收。

沙阿实验室之前的工作表明，同样的技术也可以打印其他材料。“金属、陶瓷和生物材料打印都可以使用相同的方法，”Jakus说。“在你无法使用不同类型的机器或3D打印机来处理不同材料的环境中，这是非常有用的。”

“我喜欢这个概念的地方是，这种低能耗和自主的过程可以使用可以原位合成的原料来提供弹性组件，(尽管)相当复杂的风化层化学，”评论道Thanos Goulas他在英国拉夫堡大学研究月球风化层材料的3D打印。然而，他想知道月球和火星上的表面和重力条件是否会阻碍这一过程。“这是未知的，直到在尽可能接近的模拟环境中进行物理实验。”