隨著(zhe)全(quan)球(qiu)探(tan)月熱潮的再(zai)度(du)興(xing)起，建(jian)立有(you)人(ren)駐(zhu)留(liu)的月球(qiu)科(ke)研(yan)站(zhan)已(yi)成(cheng)為(wei)核(he)心(xin)目標(biao)。而實(shi)現這壹(yi)宏(hong)偉藍圖的關鍵(jian)，在於“就地(di)取材(cai)"——利(li)用(yong)月球(qiu)表面的月壤進行(xing)建(jian)設(she)。然(ran)而，真(zhen)實(shi)的月壤樣(yang)品極其珍貴(gui)，地(di)球(qiu)上的(de)科(ke)學家們如(ru)何(he)進行(xing)研(yan)究(jiu)？答(da)案(an)就(jiu)是(shi)使(shi)用(yong)模擬(ni)月壤。在(zai)月面建(jian)築(zhu)材料(liao)的(de)研(yan)發(fa)中(zhong)，如月壤燒(shao)結(jie)磚、月壤-水(shui)泥基(ji)復(fu)合材料和月壤-聚(ju)合(he)物材(cai)料，水(shui)扮演著(zhe)至(zhi)關重要的角(jiao)色。而(er)精準測(ce)定(ding)這些材(cai)料(liao)中(zhong)，尤其是(shi)在低(di)溫(wen)環(huan)境(jing)下仍保持液(ye)態的(de)月壤未(wei)凍(dong)水(shui)含(han)水(shui)率，成(cheng)為(wei)了(le)技(ji)術(shu)突破(po)的(de)瓶頸(jing)。此(ci)時，低(di)場核(he)磁(ci)共振技術(shu) 以(yi)其獨特優(you)勢，為(wei)解決(jue)這壹(yi)難(nan)題(ti)提(ti)供了(le)完(wan)-美的(de)解決(jue)方案(an)。

未凍(dong)水(shui)含(han)水(shui)率：決定(ding)材(cai)料性能的“關鍵(jian)鑰(yao)匙(chi)"

在月球(qiu)極(ji)-端環(huan)境(jing)中(zhong)，晝(zhou)夜(ye)溫(wen)差(cha)極大，夜(ye)間(jian)溫(wen)度(du)可(ke)低(di)至-180℃。即(ji)使(shi)在(zai)這樣(yang)的低(di)溫(wen)下(xia)，材料內(nei)部(bu)仍可(ke)能存在(zai)壹(yi)部(bu)分(fen)不(bu)結(jie)冰(bing)的液(ye)態水(shui)，即(ji)未(wei)凍(dong)水(shui)。月壤未(wei)凍(dong)水(shui)含(han)水(shui)率 是(shi)影響(xiang)材(cai)料(liao)性能的核(he)心(xin)參數之(zhi)壹(yi)。

在月壤-水(shui)泥基(ji)復(fu)合材料中(zhong)，未凍(dong)水(shui)是(shi)保證(zheng)水(shui)泥水(shui)化反應(ying)持續進行(xing)的關鍵(jian)，直接(jie)影響(xiang)材(cai)料(liao)的(de)最(zui)終強度(du)。

在月壤-聚(ju)合(he)物材(cai)料中(zhong)，未凍(dong)水(shui)的含(han)量會影響(xiang)聚(ju)合(he)物(wu)的(de)固(gu)化過程(cheng)和(he)界(jie)面結(jie)合(he)力。

即(ji)便是(shi)月壤燒(shao)結(jie)磚，制(zhi)備過(guo)程(cheng)中(zhong)若有(you)水(shui)分參與，其分布(bu)與狀態也影響(xiang)燒(shao)結(jie)孔(kong)隙(xi)結(jie)構(gou)和力學性能。

因此，精確(que)、快速(su)地(di)測(ce)定(ding)月壤/模(mo)擬(ni)月壤及(ji)其復合(he)材(cai)料(liao)中(zhong)的未(wei)凍水(shui)含(han)水(shui)率，對於優(you)化配方、預(yu)測(ce)材(cai)料(liao)在(zai)月球(qiu)環(huan)境(jing)下的長期(qi)性能具有(you)決定(ding)性意(yi)義(yi)。

低(di)場核(he)磁(ci)共振技術(shu)：洞(dong)察微觀(guan)水(shui)世界(jie)的“火(huo)眼(yan)金(jin)睛"

低(di)場核(he)磁(ci)共振技術(shu) 是(shi)測(ce)量含(han)水(shui)率的尖-端技術，其原理(li)基(ji)於對氫原(yuan)子核（主(zhu)要是(shi)水(shui)中(zhong)的氫核(he)）在外加(jia)磁(ci)場中(zhong)行為(wei)的探(tan)測(ce)。

當(dang)樣(yang)品置於壹個穩定的低(di)強度(du)磁(ci)場中(zhong)，水(shui)分子中(zhong)的氫核(he)會像(xiang)壹(yi)個個小磁(ci)針壹(yi)樣(yang)沿(yan)磁(ci)場方向(xiang)排列。施(shi)加壹個特定的(de)射(she)頻脈(mai)沖後，這些氫核(he)會發(fa)生(sheng)“共振"，吸(xi)收(shou)能量偏(pian)離原(yuan)方向(xiang)。脈沖結束後，氫核(he)會釋(shi)放(fang)能量並(bing)恢復到初(chu)始(shi)狀態，這個過程(cheng)稱(cheng)為“弛豫"。檢測(ce)器(qi)會接(jie)收到這個弛豫信(xin)號。信(xin)號強(qiang)度與氫核(he)數量（即(ji)水(shui)含(han)量）成(cheng)正(zheng)比(bi)，而弛(chi)豫(yu)時(shi)間(jian)的快慢(man)則反映了水(shui)分子所處(chu)的(de)化學物理環(huan)境(jing)（如結合水(shui)、自由水(shui)、孔(kong)隙(xi)中(zhong)的水(shui)等）。

在月壤未(wei)凍(dong)水(shui)測(ce)定(ding)中(zhong)的應(ying)用(yong)： 科(ke)學家可(ke)以(yi)將模(mo)擬月壤或(huo)其復合(he)材(cai)料(liao)樣(yang)品置於低(di)溫(wen)環(huan)境(jing)中(zhong)，然(ran)後利(li)用(yong)低(di)場核(he)磁(ci)共振技術(shu)進行(xing)掃(sao)描。即(ji)使(shi)水(shui)在宏觀(guan)上已(yi)經凍(dong)結，但(dan)那些被(bei)束縛(fu)在材(cai)料(liao)微小孔(kong)隙(xi)或(huo)與材料(liao)顆(ke)粒表面緊密結合的(de)未凍水(shui)，其氫核(he)的弛豫(yu)時間(jian)與自由(you)水(shui)或(huo)冰(bing)有明(ming)顯(xian)的(de)差異。通過(guo)分(fen)析(xi)弛豫(yu)時間(jian)譜，就可(ke)以(yi)精準地識別並(bing)定量計算出(chu)月壤未(wei)凍(dong)水(shui)含(han)水(shui)率，實(shi)現非破(po)壞性的“透(tou)視(shi)"測(ce)量。

低(di)場核(he)磁(ci)共振技術(shu)與傳統(tong)方法(fa)的(de)對(dui)比(bi)優(you)勢：

與傳統(tong)測(ce)量方法(fa)（如(ru)烘(hong)幹稱(cheng)重法(fa)、卡(ka)爾費(fei)休法(fa)等(deng)）相(xiang)比(bi)，低(di)場核(he)磁(ci)共振技術(shu)在(zai)月壤研(yan)究(jiu)中(zhong)展(zhan)現(xian)出巨(ju)大優(you)勢：

無(wu)損快速：無需破(po)碎(sui)、加(jia)熱或(huo)化學處(chu)理(li)樣(yang)品，保持樣(yang)品完(wan)整(zheng)性，可(ke)對同壹個樣(yang)品進行(xing)連(lian)續、動(dong)態的(de)監測(ce)，大(da)大(da)節省了時間(jian)和珍貴(gui)的模擬月壤樣(yang)品。

精準區(qu)分：能夠(gou)精確(que)區(qu)分自(zi)由(you)水(shui)、結合水(shui)和未凍(dong)水(shui)，而傳統(tong)方法(fa)只能測(ce)出(chu)總含(han)水(shui)率，無法(fa)識(shi)別(bie)水(shui)的狀態。

原(yuan)位與可(ke)視(shi)化：該(gai)技(ji)術(shu)可(ke)實(shi)現原(yuan)位測(ce)量，甚至(zhi)能夠(gou)構(gou)建(jian)水(shui)分在材(cai)料(liao)內(nei)部(bu)空(kong)間(jian)分布(bu)的圖像，為(wei)研(yan)究(jiu)水(shui)分遷移(yi)規律提(ti)供直(zhi)觀數(shu)據。

適應(ying)極-端環(huan)境(jing)：儀器(qi)可(ke)以(yi)配套(tao)高低(di)溫(wen)附(fu)件(jian)，完(wan)-美模(mo)擬(ni)月球(qiu)低(di)溫(wen)環(huan)境(jing)，直接(jie)測(ce)量低(di)溫(wen)下(xia)的未凍水(shui)變化，這是(shi)傳統(tong)方法(fa)難(nan)以(yi)實(shi)現的(de)。

在邁向(xiang)月球(qiu)、建(jian)設(she)人(ren)類(lei)地外(wai)家園的(de)偉大(da)征程(cheng)中(zhong)，模擬(ni)月壤 是(shi)地面(mian)研(yan)究(jiu)的(de)基(ji)石，而(er)月壤未(wei)凍(dong)水(shui)含(han)水(shui)率 是(shi)解鎖(suo)高性能月面建(jian)築(zhu)材料(liao)的(de)關鍵(jian)參數。低(di)場核(he)磁(ci)共振技術(shu) 憑(ping)借(jie)其無損(sun)、精準、高效(xiao)的特點，正(zheng)成(cheng)為(wei)這壹(yi)前(qian)沿(yan)領(ling)域(yu)不可(ke)-或(huo)缺的(de)分(fen)析(xi)利(li)器(qi)。它(ta)為(wei)優(you)化月壤燒(shao)結(jie)磚、月壤-水(shui)泥基(ji)復(fu)合材料等材料的(de)制備工藝提(ti)供了(le)強大(da)的數據支(zhi)撐，