Denne artikkelen er produsert og finansiert av Høgskolen i Østfold - les mer.
Professor Anna Lena Kjøniksen (t.v.) og førsteamanuensis Shima Pilehvar forsker på betong som kan brukes til bygging på månen.(Foto: Ann-Kristin Johansen)
Urin kan være løsningen for månebetong
Vannmangel på månen gjør det vanskelig å bygge den planlagte forskningsbasen i betong. Nå kan forskere ha funnet løsningen som sikrer de unike byggeplanene. Stikkordet er urin.
Forskere ved ingeniøravdelingen ved Høgskolen i Østfold 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 høgskolen, professor Anna-Lena Kjøniksen og førsteamanuensis Shima Pilehvar.
Det spennende prosjektet 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 200 000 kroner per kilo – 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 eller månestøv, til å 3D-printe bygninger og landingsplattformer, sier Pilehvar.
Bruker urin i betongblandingen
For å virkeliggjøre 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 at det er viktig at betongblandingen ikke er så tørr at den blir uegnet for 3D-printing, forklarer Kjøniksen.
Ifølge forskerduoen 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 brukes 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.
I arbeidet med å finne den perfekte betongen for bygging på månen har forskerne testet ut hvordan den tåler å legges lag for lag som vist på bildet.(Foto: Ann-Kristin Johansen)
Fikk svært gode resultater
Urea er også kjent som karbamid. Det er navnet som brukes om denne forbindelsen når den for eksempel brukes i 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 eller tilknytninger, mellom vannmolekyler og andre stoffer.
Ved å bryte hydrogenbindingene håpet Kjøniksen og Pilehvar å kunne redusere hvor mye vann som de måtte tilsettes månebetongen.
Dette viste seg å virke helt utmerket. Ved et vannforbruk på under 20 prosent fikk forskerne med å tilsette Urea, en geopolymerbetong som var brukbar for 3D-printing. Allerede rett etter printing tålte den å bære ti ganger sin egen vekt. Etter at den hadde størknet, var den enda sterkere.
Ingen av prøvene de sammenlignet med kunne vise alle disse egenskapene ved tilsvarende lavt vannforbruk.
