人类正式迈入太空时代，除了太空人定期前往国际太空站，未来十几年内，登月、登陆火星等任务也在规划之中。然而，长期处于太空环境，必须面对高能辐射的威胁。辐射不仅影响人体健康，还可能损害设备与作业系统。如今，科学家找到了一种廉价且高效的辐射屏蔽材料——水凝胶，它可通过3D列印，打造可变形、充满水分的防护层。
火星任务面临辐射危机
若要执行往返火星的长期任务，必须克服太空辐射过曝的问题。根据NASA“好奇号”探测器在2012年进行的RAD实验，研究发现火星旅程中的高能辐射十分严峻。
🔹 8个月的航行期间，太空人将持续暴露在太阳风与宇宙射线的辐射环境中。
🔹 长期受辐射轰击会破坏DNA，提高细胞病变与癌症风险。
传统屏蔽材料难用于太空
谈到辐射防护，常见的材料包括铅板、钢筋水泥，但这些材料过于沉重，并不适用于太空任务。事实上，水也是极佳的辐射屏蔽物，因为水分子中富含氢原子，能有效减缓辐射粒子。
然而，水在微重力环境中容易漂浮，若发生泄漏，还可能损坏电子设备。如何让水既能屏蔽辐射，又能稳定附着，成为科学家必须解决的关键问题。
水凝胶：轻量便携的太空辐射屏障
比利时根特大学（Ghent University）化学与生物材料组（PBM）研发了一种高吸水聚合物（SAP），可作为水的替代品，并具备更优异的辐射防护能力。
🔹 水凝胶（SAP）特点：
✅ 形态类似果冻，可吸收自身100倍重量的水分。
✅ 结构稳定，不会像普通水一样自由流动，避免泄漏风险。
✅ 轻量化、可折叠，适用于便携式辐射屏蔽。
研究人员表示：SAP水凝胶的特性，类似于“怪物玩具”，在吸水后体积迅速膨胀，而水则被锁定在内部，不会发生溢漏。
3D列印打造水凝胶太空衣
根特大学研究员凡戴尔（Lenny Van Daele）指出，水凝胶已广泛应用于隐形眼镜、生物材料、医用绷带等日常产品，而这项研究的突破在于——利用现有技术，以3D列印制造出适用于太空环境的辐射防护装备。
🔹 3D列印优势：
✅ 可打造任何形状的水凝胶组件，如太空舱衬层或太空衣衬里。
✅ 适应不同需求，提供灵活的辐射防护方案。
科学家认为，随着水凝胶技术的成熟，未来它将成为长期太空探索的重要防护材料，为火星任务乃至更远的星际旅行提供坚实保障。