Учёные предложили использовать генетически модифицированные хлебопекарные дрожжи для создания строительного материала на Марсе. Разработку Engineered Living Building Material (ELBM), то есть инженерного живого строительного материала, представила команда под руководством Нин Лю из Гонконгского университета науки и технологий. Результаты исследования опубликованы в журнале Chem Circularity, о работе сообщило Universe Today.
ELBM состоит из местного марсианского песка, желатина и изменённых дрожжевых клеток. В отличие от обычного бетона, которому для связывания песка и камней требуется вода, новый материал способен затвердевать в условиях марсианской атмосферы. При этом вода, использованная во время смешивания при температуре 37 градусов Цельсия, покидает структуру, а биополимерный каркас удерживает песчинки вместе.
Генетические изменения позволили дрожжам выполнять роль структурного клея. Одно из них заставляет клетки вырабатывать белки мидий, которые помогают им прикрепляться к зёрнам заполнителя. Другая модификация задействует систему SpyTag/SpyCatcher — пару белков, соединяющихся прочными ковалентными изопептидными связями. Третье изменение имитирует действие природных антифризных белков: вода при замерзании не разрушает материал, а формирует равномерную систему пор размером около 5 микрометров.
Такой подход может оказаться значительно экономичнее спекания марсианского реголита. При традиционной технологии рыхлый грунт нагревают лазерами, микроволнами или солнечным светом примерно до 1000 градусов Цельсия, что требует большого количества энергии. По оценке исследователей, на спекание одного кубометра реголита может уйти энергия, вырабатываемая солнечной панелью за несколько дней, тогда как ELBM потребляет почти на два порядка меньше энергии.
Испытания прототипов показали прочность на сжатие около 12 МПа и прочность на изгиб до 6 МПа. Последний показатель заметно выше, чем у традиционного бетона, и может быть важен при воздействии марсианских пылевых бурь. Образцы удалось переработать до четырёх раз: их нагревали примерно до 45 градусов, чтобы снова разжижить желатин и отлить материал заново, при этом структурные свойства сохранялись, а дрожжи, по наблюдениям авторов, переживали цикл замораживания и высушивания.
У технологии остаются ограничения. Неясно, смогут ли дрожжи выжить в марсианском грунте, содержащем перхлораты и другие токсичные для живых организмов вещества, а также выдержать постоянное ультрафиолетовое излучение. Пористый ELBM не способен самостоятельно удерживать воздух, поэтому построенным из него сооружениям потребуется внутренняя мембрана. Кроме того, желатин пока придётся доставлять с Земли: эксперимент без этого связующего показал значительно меньшую прочность материала.