Forskere ved ingeniøravdelingen fikk i 2018 midler til å utvikle betong som kan brukes til en planlagt utbygging på månen. Prosjektet er i regi av European Space Agency (ESA) og involverer to forskere ved ingeniøravdelingen, professor Anna-Lena Kjøniksen og førsteamanuensis Shima Pilehvar.
"Det er funnet små forekomster av vann på månen, men dette er en meget begrenset ressurs."
Måneforsker ved HiØ, Anna-Lena Kjøniksen
Totalt 30.000 Euro fikk HiØ til gjennomføring av det spennende prosjektet som innebærer utvikling av Geopolymerbetong som kan brukes til konstruksjon av bygninger og landingsplattformer på månen. Høgskolen i Østfold har et eget, avansert betonglaboratorium og har de siste årene utviklet et sterkt fagmiljø innenfor geopolymerbetong.
- Det er en økende interesse for å utforske solsystemet vårt, og første steg mot verdensrommet er å bygge en base på månen. Siden det er ekstremt dyrt å frakte bygningsmaterialer fra jorda til månen (over 200 tusen kr per kg), ønsker man å utnytte materialer man finner på månen til å bygge der. ESA er derfor interessert i å se på mulighetene for å bruke geopolymerbetong lagd av Lunar regolith (månestøv) til å 3D-printe bygninger og landingsplattformer, sier Pilehvar.
Les tidligere sak om Måne-prosjektet.
Bruker urin i betongblandingen
For å realisere betongprosjektet på månen er det imidlertid behov for vann.
- Det er funnet små forekomster av vann på månen, men dette er en meget begrenset ressurs. Vi trenger derfor å minimere vannforbruket, samtidig som er det viktig at betong-blandingen ikke er så tørr at den blir uegnet for 3D-printing, forklarer Kjøniksen.
Ifølge forskerduoen på Avdeling for ingeniørfag er det mulig å tilsette stoffer til betong for å redusere mengden vann man trenger, men de kjemikaliene som er kjent for å virke på denne måten er ikke tilgjengelige på månen.
- Vi har derfor testet ut om urea kan benyttes til dette. Urea er, nest etter vann, det stoffet det finnes mest av i urin. Der man har mennesker har man derved en kontinuerlig tilgang på dette stoffet, avslører professoren.
Videre skal vi undersøke om urin fra astronauter kan brukes direkte som den er, eller om det er behov for renseprosesser før den brukes i betongen.
Fikk svært gode resultater
Urea er også kjent som karbamid som er navnet som brukes om denne forbindelsen når den benyttes i for eksempel hudkremer og tyggegummi.
Grunnen til at forskerne valgte å teste ut nettopp urea, er at det er kjent for å kunne bryte hydrogenbindinger. Hydrogenbindinger fører blant annet til interaksjoner mellom vannmolekyler og andre stoffer. Ved å bryte hydrogenbindingene håpet Kjøniksen og Pilehvar å kunne redusere hvor mye vann som må tilsettes til månebetongen.
Dette viste seg å virke helt utmerket, og ved et vannforbruk på under 20 prosent får vi med tilsats av Urea en geopolymerbetong som er ekstruderbar for 3D-printing, som tåler å bære 10 ganger sin egen vekt rett etter 3D-printing (før den har størknet red.anm.), og som har en god styrke kort tid etter at den har størknet. Ingen av prøvene vi sammenlignet med kunne oppvise alle disse egenskapene ved tilsvarende lavt vannforbruk.
Studien er publisert i Journal of Cleaner Production. Les hele artikkelen.