Kvas povezujemo s kruhom in pivom, precej manj pa z gradnjo na drugem planetu. Znanstveniki so ga zdaj vključili v material za 3D-tiskanje in z njim v razmerah, ki posnemajo Mars, izdelali majhne, presenetljivo trdne strukture.
Futuristična bivališča na Marsu bi lahko nekoč nastajala tudi s pomočjo 3D-tiskanja in nenavadnih biomaterialov. (foto: Dnevne Novice / AI ilustracija)
Gradbeni recept, ki ga na Marsu ne bi pričakovali
Če bodo ljudje nekoč na Marsu postavljali bivališča in drugo infrastrukturo, bo eden največjih izzivov že dostava materiala. Prevažanje velikih količin tovora z Zemlje bi bilo zahtevno in drago, zato raziskovalci iščejo rešitve, pri katerih bi čim več surovin pridobili oziroma uporabili neposredno na Rdečem planetu.
Ekipa s Hongkonške univerze za znanost in tehnologijo (HKUST) je ubrala nenavadno pot. Razvila je živi gradbeni material iz simuliranega marsovskega regolita, želatine in gensko prilagojenega kvasa. V raziskavi, objavljeni v znanstveni reviji Chem Circularity, so pokazali, da je mogoče iz takšne mešanice s 3D-tiskalnikom izdelati trdne strukture.
Kvas ima pri tem posebno nalogo. Raziskovalci so ga prilagodili tako, da na površini celic proizvaja lepljive beljakovine, pri čemer so navdih našli tudi v načinu, kako se školjke močno oprimejo podlage. Želatina pomaga povezati sestavine in podpira celice, regolit pa predstavlja večino trdne mase. Nastane gosta zmes, primerna za iztiskanje skozi šobo 3D-tiskalnika.
Mraz in nizek tlak sta tokrat prednost
Natisnjene vzorce so izpostavili temperaturi okoli –30 stopinj Celzija in tlaku približno 0,01 atmosfere. Voda v zmesi pri tem zamrzne, led pa zaradi nizkega tlaka preide neposredno v paro. Ostane lahka in porozna struktura, postopek pa je podoben sušenju z zamrzovanjem.
Prav tu novi pristop postane posebej zanimiv. Nekateri drugi predlogi za gradnjo zunaj Zemlje temeljijo na segrevanju oziroma taljenju regolita pri visokih temperaturah, kar zahteva veliko energije. Pri tej metodi bi lahko pri utrjevanju materiala pomagale razmere, ki na Marsu že obstajajo. Mraz in redek zrak bi iz ovire tako postala del proizvodnega postopka.
Podoben problem raziskovalci rešujejo tudi pri drugih potrebah dolgih vesoljskih odprav. Znanstveniki preučujejo celo nenavadne načine, kako bi s pomočjo mikroorganizmov in 3D-tiskanja nekoč proizvajali hrano za pot na Mars. Skupni cilj je zmanjšati količino zalog, ki bi jih bilo treba prinesti od doma.
Za zdaj gre za kupole, velike le nekaj centimetrov
Pri rezultatih je pomembna prava perspektiva. Ekipa ni natisnila hiše v naravni velikosti, temveč kupolaste vzorce, visoke približno 45 in široke okoli 30 milimetrov. Meritve so kljub temu pokazale tlačno trdnost med 10 in 12 megapaskali, navaja Cell Press.
Vodja raziskave Jishen Qiu opozarja še na pomembno razliko med planetoma. Gravitacija na Marsu znaša približno 38 odstotkov Zemljine, zato bi bile tamkajšnje konstrukcije izpostavljene drugačnim obremenitvam. Raziskovalci menijo, da rezultati dajejo dovolj razlogov za nadaljnje preizkušanje tehnologije na večjih strukturah.
Material ima še eno zanimivo lastnost: del njegovega biološkega sestava bi bilo mogoče ponovno uporabiti. Iz odslužene konstrukcije bi lahko pridobili celice kvasa in jih znova razmnožili v bioreaktorju. Na planetu, kjer nove zaloge ne morejo prispeti s tovornjakom naslednje jutro, bi bilo takšno kroženje surovin še posebej dragoceno.
Med majhno kupolo in pravo hišo ostaja veliko neznank
Rezultati so obetavni, vendar laboratorijski poskus še ne odgovarja na vsa vprašanja. Razmere so bile simulirane na Zemlji in niso zajele vseh nevarnosti marsovskega površja. Med ključnimi je sevanje, zato bo treba preveriti, kako dolgo bi žive celice v takšnem okolju sploh ostale uporabne. Tudi vseh sestavin novega materiala za zdaj ne bi mogli dobiti neposredno na Marsu.
Prav zato raziskava ni dokaz, da že znamo graditi marsovske hiše. Je pa konkreten prikaz, da je mogoče združiti 3D-tisk, biologijo in surovino, podobno tisti na Marsu, ter dobiti material z uporabnimi mehanskimi lastnostmi. Če bo postopek mogoče povečati, bodo šele nadaljnji poskusi pokazali, ali lahko današnja nekaj centimetrov velika kupola postane predhodnica nečesa bistveno večjega.
Prva hiša na Marsu je še daleč. Toda če bo nekoč stala, utegne biti kvas ena najbolj nepričakovanih stvari, ki bodo pomagale pri njeni gradnji.