Генетически модифицированные дрожжи связали песок в материал для 3D-печати на Марсе

Исследовательская группа из Гонконга предложила материал для будущего строительства на Марсе, в котором роль связующего выполняют генетически модифицированные дрожжи. В смеси с желатиновым гидрогелем и минеральным наполнителем они образуют пасту, пригодную для послойной 3D-печати.

Авторы назвали разработку Martian Living Building Material, или MLBM. Её основная идея заключается в использовании доступного на месте минерального материала вместо доставки большого количества цемента, металла и готовых строительных блоков с Земли. На Марс потребовалось бы отправить только биологические компоненты, оборудование и систему печати.

Для создания связующего исследователи изменили штамм пекарских дрожжей Saccharomyces cerevisiae. Клетки получили способность вырабатывать белки с высокой адгезией. Один из них похож на белки, которые мидии используют для закрепления на камнях и других поверхностях под водой.

Желатин образует водный гидрогель, в котором растут дрожжи и распределяются частицы наполнителя. Сразу после смешивания материал остаётся вязким, поэтому его можно выдавливать через сопло 3D-принтера. После формирования объекта холод и низкое давление, характерные для поверхности Марса, должны вызвать замерзание и сублимацию воды.

В результате вода переходит из твёрдого состояния сразу в пар, а в напечатанной детали остаётся лёгкая пористая структура из желатина, дрожжевого связующего и минеральных зёрен. В лабораторных испытаниях оптимизированный состав показал среднюю прочность на сжатие около 12 МПа и на изгиб около 6 МПа. По прочности на сжатие это сопоставимо с некоторыми лёгкими и низкомарочными бетонами.

Исследователи также указывают на возможность повторной переработки материала. После разрушения конструкции её компоненты теоретически можно переработать и снова использовать для печати. Это важно для замкнутой системы снабжения, где доставка расходных материалов с Земли остаётся дорогой и сложной.

При этом работа не доказывает, что из такого состава уже можно строить жилые базы на Марсе. В опытах использовали песок как заменитель марсианского реголита. Настоящий грунт Марса отличается размером частиц и содержит перхлораты, которые могут изменить свойства смеси и повлиять на жизнеспособность дрожжей.

Не решён и вопрос герметичности. Пористый материал сам по себе не сможет удерживать давление и защищать экипаж от марсианской атмосферы. Авторы предлагают сочетать напечатанную оболочку с отдельной герметичной мембраной, но такой вариант ещё не испытан как полноценное укрытие.

Источник: Interesting Engineering