一项由丹麦牵头、欧洲空间局（ESA）支持的研究项目，旨在展示如何将月球土壤直接转化为电子制造的导电材料，从而减少对从地球运输设备和部件的依赖。该计划聚焦于将贫氧月球风化层转化为适合印刷电子和3D打印的墨水和粉末，以在未来探月任务中实现电子元件的本地化生产。
由于成本和有效载荷限制，从地球运输材料仍是持续太空探索的主要制约因素。月球风化层提供了一种潜在的替代方案——通过处理可提取用于推进或生命维持的氧气，同时留下富含金属的残余物。参与ESA项目的科研人员正在研究如何将这些残余物重新用作电子制造的导电材料，以应对长期任务面临的物流与功能双重挑战。
该项目由丹麦技术研究所领导，该机构是专注于材料科学、制造工艺与应用工程的研究技术组织。研究所正与英国公司Metalysis合作，该公司致力于通过电化学工艺从风化层中提取氧气和金属。Metalysis负责提供模拟及去氧月球土壤用于实验验证。
处理前的月球风化层模拟物制备。图片来源：丹麦技术研究所
“该项目的主要创新点在于，将月壤（即风化层）的导电部分转化为可数字打印的材料，这为未来太空任务的地外电子制造开辟了全新可能。”丹麦技术研究所高级顾问克里斯蒂安·达尔高表示。将风化层用于电子制造前，需用硬质研磨球将模拟月壤精细粉碎，以获得合适的粒径和均匀度。经处理后，导电部分可配制成印刷电子用墨水或导电3D打印用粉末。这两类材料形式均适用于可在月球环境复现的增材制造流程。该研究基于早期从月球风化层提取氧气的相关成果。风化层约含40%至45%以化学键结合于矿物结构中的氧气。Metalysis采用熔盐电解工艺，将氯化钙电解质加热至800至1000摄氏度，施加电压后氧气在阳极释放，留下金属元素混合物。
处理后的风化层样本检测。图片来源：丹麦技术研究所
“我们的工艺最初是作为钛生产的替代方法设计的，”Metalysis董事总经理兼首席科学家伊恩·梅勒博士解释道，“该技术适用于元素周期表中近50种元素，且对原料无特定要求，因此能处理月球风化层。目前我们在地球上的应用重点是为电子行业生产高电荷钽粉和铝钪合金。”以往移除氧气后遗留的金属合金主要被考虑用于建筑或维修等结构用途。该项目研究人员则着眼于其导电性能这一次要功能。导电残留物可重新配制成电子制造材料，实现对已处理耗氧原料的再利用。“每次向太空运送1公斤物资，需要15公斤燃料推动。因此，利用月球本地材料（例如修复关键部件）具有巨大优势。”达尔高强调道。
使用风化层衍生墨水打印导电结构。图片来源：丹麦技术研究所
为验证可行性，研究团队计划演示使用去氧风化层模拟物制成的导电墨水与粉末进行增材制造。测试将聚焦于生产简单导电结构，以展示其功能性能以及与月球部署兼容的制造工艺。“通过这种方式，我们生产的导电墨水和粉末可用于增材制造一段导线。这证明了导电粉末能直接在月球上制造天线等组件。”丹麦技术研究所3D打印专家安德烈亚斯·韦耶·拉森表示。该项目获15.5万欧元资助，作为概念验证研究，预计将为未来聚焦电子制造原位资源利用的科研项目提供参考。潜在应用包括机器人系统维护、居住舱内电气设施建设及通信基础设施构建。本地制造能力可使系统无需补给任务即可修复或改造，提升任务自主性与适应性。
月壤加工：从结构材料到功能材料转型
此前基于风化层的月球建造3D打印研究表明，月壤可在现场加工成承重构件，缓解从地球运输大宗建材的压力。2025年，中国深空探测实验室展示了一套太阳能系统，能利用聚焦能量和光纤传输将月壤模拟物熔融成线状、面状及固体结构。地面测试证实风化层无需粘结剂即可熔合，验证了砖块、平台、居住舱组件等结构件的原位制造可行性，但尚未实现电功能材料生产。
另一并行研究方向探索了月壤地质聚合物3D打印，主要针对极端月球环境下的建造需求而非电性能。意大利GLAMS项目研究了用于液态沉积3D打印的化学激活风化层粘结剂，生产出适用于中型结构和防护的水泥类材料。尽管该研究解决了温度波动、弱重力及结构监测等难题，但所得材料不具备导电性，导致电子设备、电力分配和信号传输仍依赖地球供应部件。
使用月壤进行3D打印。图片来源：WASP
中国3D打印网编译文章！
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