Студент МАИ изучил материал для строительной 3D-печати на основе имитатора лунного грунта

Выпускник кафедры «Технологии композиционных материалов, конструкций и микросистем» Серафим Дегтярев исследовал свойства материала на основе имитатора лунного грунта и полистирола с расчетом на использование в строительстве лунных конструкций с помощью аддитивных технологий.

Луна обладает множеством ресурсов, необходимых человечеству для развития и выживания. Мировое космическое сообщество ставит перед собой задачу полного освоения Луны, что потребует возведения долговременных построек с жилыми и производственными помещениями. Исследователи предлагают различные варианты получения строительных материалов на основе лунного грунта. Поскольку пока отработка лунных строительных технологий возможна только на Земле, выпускник МАИ занялся поисками аналога лунного реголита, сообщает пресс-служба вуза. По его словам, схожий химический состав имеет базальт.

Серафим изучил возможность получения полимерных композиционных материалов на основе имитаторов лунного грунта и порошкообразных полимерных композиций. Для этого он подобрал составы-имитаторы с различным гранулометрическим составом, полимерные порошкообразные связующие и изучил сыпучесть, таблетируемость и другие технологические свойства композиций.

«Наполнителем служили порошки базальта различного гранулометрического состава из Булатовского карьера, а связующим веществом — порошки эмульсионного полистирола. Содержание связующего варьировалось от десяти до тридцати процентов по массе», — рассказал Серафим.

Наполнитель и связующее обрабатывались в цилиндрической пресс-форме под давлением до 130 МПа, в результате получились таблетки диаметром тридцать миллиметров. Исследователь определил плотность и пористость полученных образцов, а также прочностные характеристики порошковых композиций разного состава. Серафим считает, что оптимальным применением подобных материалов станет строительство с использованием аддитивных технологий. Метод подразумевает подачу и укладку после плавления солнечным теплом или микроволновым излучением.

«С помощью 3D-печати можно создавать строительные элементы из полимерных композиционных материалов на основе лунного грунта с полимерными добавками, поставляемыми с Земли. Они будут представлять собой матрицу полимерных композиционных материалов, причем в качестве такой матрицы можно использовать как термопласты, так и реактопласты. Чтобы придать реголиту нужную форму и монолитность, его предварительно необходимо сплавлять или спекать. Для этого мы предлагаем использовать высоконаполненную полимерную композицию из порошка реголита и порошкообразного полимера, доставляемого с Земли. Порошок полимера при повышении температуры переходит в вязко-текучее состояние и придает монолитность материалу при относительно низких затратах энергии. Он обеспечивает герметичность и стойкость материала к факторам космического пространства, которые действуют на поверхности Луны», — рассказал автор исследования.

Серафим представил свой проект на апрельской международной молодежной научной конференции «Гагаринские чтения», а сейчас работает над статьей о результатах исследования. В будущем молодой ученый планирует изучить возможность создания новых материалов с еще более низким содержанием связующего, с массовой долей не выше пяти процентов. 

А у вас есть интересные новости? Поделитесь с нами своими разработками, и мы расскажем о них всему миру! Ждем ваши идеи по адресу news@3Dtoday.ru.