Nouvelle Recherche: L'Académie Chinoise Des Sciences Progresse Dans La Préparation De Fibres Continues à L'Aide De Loam Martien

Mars est considérée comme la planète la plus propice à la migration humaine dans le système solaire, à l'exception de la terre, et le point de départ de l'exploration humaine du vaste univers.Ces dernières années, la construction de la base martienne a attiré l'attention.La surface de mars est recouverte d'une couche de Loam Martien.Et l'utilisation in situ des ressources martiennes pourrait réduire les co?ts de construction de la base et améliorer la capacité de survie de l'humanité sur Mars.Les matériaux composites sont des systèmes mixtes binaires ou multivariés composés d'une matrice et d'un renfort, les matériaux constitutifs s'allongent et se complètent mutuellement dans leurs propriétés, créant un effet synergique, de sorte que les propriétés globales des matériaux composites sont supérieures à celles des matériaux constitutifs bruts et répondent ainsi à différentes exigences.Par conséquent, si les ressources martiennes peuvent être utilisées in situ pour obtenir des matrices et des renforts et les transformer en matériaux composites, on peut espérer réduire la dépendance des processus de construction et d'exploitation de la base martienne vis - à - vis des ressources terrestres.

Récemment, l'Institut de technologie chimique et chimique du Xinjiang de l'Académie chinoise des sciences, l'Institut de géochimie et l'Université chinoise de Hong Kong (Shenzhen), entre autres, ont exploré la faisabilité de l'utilisation de loam martien pour la préparation de fibres continues et la construction d'une base martienne, en prenant comme point de départ la nécessité de matériaux de renforcement haute performance pour la construction d'une base martienne.L'étude a révélé que le loam martien a une composition chimique proche, une composition de phase minérale et un comportement de fusion similaire à celui des basaltes terrestres.Des expériences montrent que le loam martien simulé en 1360℃ complètement fondu, il n'y a pas de dégagement de cristaux perceptible pendant le processus de fusion - refroidissement, et la fonte est convertie en verre amorphe après trempe.Guidés par les résultats de cette expérience, les chercheurs ont obtenu des fibres loam martiennes continues à différentes vitesses de fibrage en utilisant la méthode de fusion - Traction.

L'étude montre que les fibres obtenues ont un diamètre moyen de 9,7 à 13,9 μm, une résistance maximale en traction de 1320 MPa pour les monofilaments et un module maximal en traction de 99.GPA.Dans le même temps, l'étude a révélé que la résistance à la traction et le module d'Young des fibres diminuaient à mesure que la vitesse de fibrage augmentait.Cela peut être d? au fait que la vitesse de fibrage affecte la structure de l'état d'agrégation des atomes dans la fibre.

Dans les fibres loam martiennes, si est l'élément dominant et contient plus de 45Les atomes de si forment une structure tétraédrique avec les atomes de O, qui à leur tour forment des unités de réseau dans les fibres.Un atome o reliant deux atomes de si est de l'oxygène ponté, sinon de l'oxygène non ponté.En général, plus le nombre de liaisons pontées oxygène dans le système Silicate est élevé, plus le degré de polymérisation du réseau formé par les atomes de si est élevé.

En utilisant la spectroscopie Raman et en combinaison avec des études d'ajustement des pics fractionnaires Gaussiens, les chercheurs ont confirmé que le degré de polymérisation du réseau des fibres loam martiennes diminuait avec la vitesse de fibrage, ce qui se traduit par une diminution progressive de la surface des pics tétraédriques représentant l'oxygène du silicium contenant 3 ponts dans la spectroscopie Raman.Ainsi, l'étude démontre que les fibres loam martiennes préparées à des vitesses de fibrage plus faibles ont une structure atomique plus dense, ce qui les rend plus résistantes aux perturbations extérieures et, à leur tour, de meilleures propriétés mécaniques.

En outre, les chercheurs ont analysé l'impact de ces facteurs sur le processus et les performances de fibrage en tenant compte des conditions environnementales telles que la faible gravité martienne et l'atmosphère spéciale (basse pression atmosphérique et atmosphère inerte).

L'étude a montré que l'utilisation du loam martien comme matière première permet d'obtenir des matériaux fibreux continus et contr?lables en diamètre, tandis que les fibres résultantes devraient permettre la préparation de matériaux composites renforcés de fibres par la technologie composite, ce qui a une valeur d'application pour l'utilisation in situ du loam martien pour la construction d'une base martienne.

Les résultats de recherche connexes ont été publiés dans Cross Science (iscience).Les travaux de recherche sont soutenus par le Fonds national des sciences naturelles, les projets connexes de l'Académie chinoise des sciences, le programme de culture ? Tianshan excellence? de la région autonome ou?goure du Xinjiang, etc.

Schéma conceptuel (A) de la préparation de fibres continues à partir de loam martien et de leur utilisation pour la construction d'une base martienne ainsi que Microtopographie (b) et caractérisation structurale (c) de fibres loam martiennes produites à différentes vitesses de fibrage