隨著(zhe)深(shen)空探(tan)測步伐的加(jia)快(kuai)，在(zai)月(yue)球(qiu)上(shang)建立(li)長期(qi)駐留(liu)的基地(di)已成(cheng)為全(quan)球航天(tian)領(ling)域(yu)的焦(jiao)點。然而(er)，實現“月球建(jian)房(fang)"，就地(di)取(qu)材是關(guan)鍵技(ji)術路(lu)徑(jing)。真(zhen)實(shi)的月(yue)壤——即(ji)月球(qiu)表面的土壤和巖(yan)石碎屑——極(ji)其珍(zhen)貴，地(di)球(qiu)上(shang)存量極(ji)少。為此，科(ke)學(xue)家(jia)們(men)利用(yong)地(di)球(qiu)上(shang)的材(cai)料(liao)，配(pei)制出(chu)成(cheng)分與(yu)性(xing)質高(gao)度(du)近(jin)似(si)的模(mo)擬(ni)月壤，用(yong)以開(kai)展各類(lei)建(jian)造(zao)與(yu)資源利用(yong)研究(jiu)。在(zai)眾(zhong)多模(mo)擬(ni)月壤材料(liao)中(zhong)，無論是(shi)月(yue)壤燒結(jie)磚(zhuan)、月壤-水(shui)泥基復合(he)材(cai)料(liao)，還(hai)是月壤-聚(ju)合物材(cai)料(liao)，其性(xing)能都(dou)與(yu)壹(yi)個關鍵(jian)指(zhi)標(biao)息息(xi)相(xiang)關(guan)——氫含量，而(er)低場核(he)磁(ci)共振技(ji)術 正以其獨(du)特優勢，成(cheng)為精(jing)準測(ce)定(ding)這(zhe)壹(yi)指標(biao)的重(zhong)要手(shou)段(duan)。

為何(he)模(mo)擬(ni)月壤中的氫含量如此重(zhong)要？

氫，主要以(yi)水(shui)的形(xing)式（H₂O）或其組(zu)分（OH⁻等）存在(zai)，是(shi)影(ying)響(xiang)月球建築材料(liao)性(xing)能的核(he)心(xin)要素(su)。

結(jie)構(gou)強度(du)的基石：在(zai)月(yue)壤-水(shui)泥基復合(he)材(cai)料(liao)中(zhong)，水(shui)是發生水(shui)化反(fan)應、生成(cheng)高(gao)強度(du)水(shui)化產(chan)物(wu)的必(bi)需物(wu)。模(mo)擬(ni)月壤氫含量直接(jie)決(jue)定(ding)了水(shui)化反(fan)應的完(wan)-全(quan)程(cheng)度(du)，最(zui)終影響(xiang)材料(liao)的力(li)學(xue)性(xing)能和(he)耐久(jiu)性(xing)。

微(wei)觀(guan)結(jie)構(gou)的“建(jian)築師"：水(shui)在(zai)材(cai)料(liao)孔(kong)隙(xi)中的存在(zai)狀態和(he)分布，塑(su)造(zao)了材(cai)料(liao)的微(wei)觀(guan)結(jie)構(gou)。孔(kong)隙(xi)的尺寸(cun)、數(shu)量和(he)連(lian)通性(xing)，直接(jie)決(jue)定(ding)了材(cai)料(liao)的抗(kang)輻(fu)射(she)、隔熱(re)保(bao)溫等關鍵性(xing)能，以(yi)適(shi)應月(yue)球極(ji)-端(duan)環(huan)境(jing)。

工(gong)藝(yi)優化的指(zhi)南針(zhen)：月(yue)球環(huan)境(jing)近(jin)乎真(zhen)空(kong)，水(shui)分極(ji)易蒸(zheng)發，如何(he)優(you)化固(gu)化工(gong)藝(yi)，確保(bao)材料(liao)在(zai)失(shi)水(shui)過程(cheng)中(zhong)不(bu)開(kai)裂(lie)、不(bu)變(bian)形(xing)，依賴(lai)於(yu)對水(shui)分遷移(yi)和殘(can)留(liu)的精(jing)確掌(zhang)握(wo)。

因此，精(jing)準、無(wu)損地(di)監(jian)測模(mo)擬(ni)月壤材料(liao)中(zhong)的氫含量及其動(dong)態變(bian)化，是(shi)突(tu)破(po)月(yue)球(qiu)原(yuan)位(wei)資源利用(yong)技(ji)術瓶頸的核(he)心(xin)痛(tong)點。

低場核(he)磁(ci)共振技(ji)術：原(yuan)理(li)與(yu)獨(du)特優勢

低場核(he)磁(ci)共振技(ji)術是(shi)壹(yi)種基於氫原(yuan)子(zi)核(he)磁(ci)性(xing)的檢(jian)測(ce)方(fang)法(fa)。其核(he)心原(yuan)理(li)是(shi)：處於磁(ci)場中(zhong)的氫核（質子）會(hui)吸(xi)收特定(ding)頻率的電(dian)磁(ci)波發生能(neng)級(ji)躍(yue)遷，當(dang)撤(che)去(qu)電(dian)磁(ci)波後(hou)，氫核會(hui)釋(shi)放(fang)能(neng)量(liang)並(bing)恢復到平(ping)衡狀態，這(zhe)個(ge)過程(cheng)稱(cheng)為(wei)“弛豫"。弛(chi)豫時(shi)間(jian)（主要是(shi)橫(heng)向弛(chi)豫(yu)時(shi)間(jian)T₂）與(yu)氫原(yuan)子(zi)所處化學(xue)環(huan)境(jing)的束(shu)縛程(cheng)度(du)密(mi)切(qie)相(xiang)關(guan)。

自(zi)由(you)水(shui)：分子活動自(zi)由(you)，T₂弛(chi)豫(yu)時(shi)間(jian)較(jiao)長（通常>10ms）。

毛(mao)細(xi)孔(kong)水(shui)：受孔(kong)隙(xi)壁面束縛，T₂較(jiao)短（約1ms - 10ms）。

化學(xue)結(jie)合(he)水(shui)（如C-S-H凝(ning)膠中(zhong)的水(shui)）：被(bei)強烈化學(xue)鍵(jian)束縛，T₂極(ji)短（通常<1ms）。

通過分析T₂弛(chi)豫(yu)時(shi)間(jian)譜，LF-NMR可(ke)以(yi)清晰(xi)地(di)區(qu)分並量(liang)化這(zhe)些不(bu)同(tong)狀態的水(shui)，從而(er)將(jiang)總(zong)的氫含量分解(jie)為具(ju)有(you)不(bu)同(tong)物理化學(xue)意(yi)義的組(zu)分。

應用(yong)案例(li)：

與(yu)傳統方(fang)法(fa)的對比(bi)優(you)勢

與(yu)熱重(zhong)分析、壓(ya)汞法(fa)等傳統方(fang)法(fa)相(xiang)比(bi)，低場核(he)磁(ci)共振技(ji)術優(you)勢顯著：

無(wu)損(sun)檢(jian)測(ce)：樣本(ben)可(ke)重(zhong)復使(shi)用(yong)，實現長期跟(gen)蹤(zong)，大(da)大節約(yue)了(le)珍貴(gui)的模(mo)擬(ni)月壤原(yuan)料(liao)。

快(kuai)速(su)高(gao)效：單次測(ce)量僅(jin)需幾(ji)分鐘(zhong)，可(ke)實現高(gao)通量篩選(xuan)。

信(xin)息全(quan)面：不(bu)僅(jin)能獲得總含水(shui)量，更(geng)能(neng)區(qu)分水(shui)的不(bu)同(tong)相(xiang)態，並(bing)提供孔(kong)徑(jing)分布信(xin)息。

原(yuan)位(wei)實時(shi)：能夠(gou)在(zai)不(bu)幹擾(rao)反(fan)應進(jin)程(cheng)的情(qing)況(kuang)下，實(shi)時(shi)捕捉水(shui)化、幹燥(zao)等動態過(guo)程(cheng)。

在(zai)邁向月球基地(di)的宏(hong)偉(wei)藍(lan)圖中(zhong)，對模(mo)擬(ni)月壤材料(liao)的深(shen)刻(ke)理(li)解(jie)是成(cheng)功的基石。低場核(he)磁(ci)共振技(ji)術憑(ping)借其精(jing)準、無(wu)損、動態監(jian)測模(mo)擬(ni)月壤氫含量及其微(wei)觀(guan)結(jie)構(gou)的強大(da)能(neng)力，正成(cheng)為地(di)外建築材料(liao)和(he)深(shen)空探(tan)測研究(jiu)中(zhong)不(bu)可-或(huo)缺(que)的分析工(gong)具(ju)。它(ta)如(ru)同(tong)壹(yi)位(wei)高(gao)明的醫(yi)生，為(wei)未(wei)來的“月(yue)宮"建材把(ba)脈(mai)問診(zhen)，確保(bao)其在(zai)嚴(yan)酷(ku)的月(yue)球(qiu)環境(jing)中堅(jian)不(bu)可摧(cui)，為人類(lei)在(zai)星(xing)辰(chen)大(da)海的征(zheng)途(tu)上(shang)奠定(ding)堅(jian)實的物(wu)質基礎。