Công cụ và khối gạch xây được chế tạo bằng phương pháp in 3D với bụi mặt trăng và sao Hỏa.

Một phương pháp in 3D hoàn toàn mới, sử dụng loại “mực in” làm từ bụi Mặt trăng và sao Hỏa nhằm sản xuất các cấu trúc và vật thể mềm hoặc cứng bằng vật liệu sẵn có trên các hành tinh.

 

Khi con người bắt đầu khai thác các hành tinh khác, họ sẽ cần phải tạo dựng mọi thứ từ những công cụ nhỏ đến những tòa nhà to lớn bằng nguồn tài nguyên hạn chế quanh họ.

Theo đuổi mục tiêu đó, tại phòng thí nghiệm kỹ thuật mô và sản xuất chất phụ gia (TEAM) thuộc Đại học Northwestern, đội ngũ của tiến sĩ Ramille Shah đang trình diễn một khả năng in 3D các cấu trúc mô phỏng bụi trên Mặt trăng và sao Hỏa.

Để làm được điều này, họ sử dụng một “quá trình vẽ 3D”, (thuật ngữ mà Shah và đồng sự của cô dùng để chỉ phương pháp in và loại mực in 3D mới của họ), vốn đã từng áp dụng thành công trong việc “in” các cấu trúc xương siêu bền, ống nano graphene và carbon, kim loại cũng như hợp kim.

Shah nhận định: “Đối với những nơi tài nguyên hạn chế như hành tinh khác hoặc Mặt trăng, người ta sẽ cần tận dụng những gì sẵn có quanh họ để sinh tồn”. Cô hiện là trợ lý giáo sư về khoa học và kỹ thuật vật liệu tại Trường Kỹ thuật McCormick thuộc Đại học Northwestern, đồng thời làm việc tại khoa giải phẫu thuộc Trường Y khoa Feinberg.

Phương pháp in 3D của chúng tôi thực sự mở ra khả năng “in” các vật thể hoặc cấu trúc khác nhau giúp cho việc xây dựng môi trường sống ngoài Trái đất.

Nghiên cứu này được công bố gần đây trên tạp chí khoa học Nature Scientific Reports. Nó được Google tài trợ một phần và được tiến hành tại Học viện Simpson Querrey của Đại học Northwestern. Tác giả của bài báo này là Adam Jakus, một nghiên cứu sinh trong phòng thí nghiệm TEAM của Shah.

Nhóm của Shah sử dụng các công cụ mô phỏng bụi được NASA công nhận. Nguyên liệu bụi có thành phần, dạng hạt và kích cỡ tương tự các lớp bụi trên bề mặt Mặt trăng và sao Hỏa. Dựa vào đó, đội ngũ của Shah đã tạo ra các vật thể 3D bằng loại bụi tương ứng, kết hợp với một số loại dung môi đơn giản, polime sinh học rồi in 3D theo một quy trình in phun đơn giản. Kết quả thu được là các cấu trúc chứa đến 90% bụi theo trọng lượng.

Dù chỉ cấu tạo bằng các hạt bụi đá, vật liệu thành phẩm này vẫn có những tính chất cứng cáp, linh hoạt, đàn hồi, bền bỉ như cao su. Đây là hình mẫu đầu tiên của loại vật liệu mềm hoặc có tính chất giống cao su mô phỏng vật chất trên các hành tinh. Loại vật liệu này có thể cắt gọt, cuộn, xếp lại, hoặc tạo hình sau công đoạn in nếu muốn.

“Chúng tôi còn in cả những khối block có tính liên kết như đồ chơi Lego, như vậy có thể dùng làm gạch xây”. Shah cho hay.

Shah và các đồng sự trong trường đang hợp tác để tối ưu hóa cách bắn các cấu trúc 3D này trong lò, từ đó cho phép tùy chỉnh để biến những cấu trúc mềm trở nên cứng như gốm. Trong bối cảnh công nghệ in 3D đang mở rộng, công trình này làm nổi bật tiềm năng sử dụng chỉ một máy in 3D duy nhất trên hành tinh khác để tạo nên các cấu trúc từ tất cả các loại vật liệu khác nhau.

Mặc dù quá trình khai thác các hành tinh khác còn lâu dài, Shah tin rằng không bao giờ là quá sớm để bắt đầu lên kế hoạch cho những điều này.

BÌNH LUẬN

Please enter your comment!
Please enter your name here