Google

Translate blog

Visar inlägg med etikett Byggmaterial. Visa alla inlägg
Visar inlägg med etikett Byggmaterial. Visa alla inlägg

torsdag 3 juli 2025

Arbetet med att hitta byggmetoder på Mars pågår för fullt

 


Bild: https://engineering.tamu.edu Kaitlyn Johnson/Texas A&M Engineering

Jin är biträdande professor i programmet för tillverknings- och maskinteknik vid Institutionen för ingenjörsteknik och industriell distribution vid Texas A&M University. Hennes forskarkollegor är från University of Nebraska-Lincoln är Dr. Richard Wilson, Nisha Rokaya och Erin Carr. 

Dessa har tillsammans arbetat i åratal med försök med biotillverkning av konstruktioner bestående av levande material och har utvecklat ett syntetiskt lavsystem som kan bilda byggmaterial utan inblandning utifrån. Deras senaste studie, finansierad av NASA:s Innovative Advanced Concepts-program och nyligen publicerad i Journal ofManufacturing Science and Engineeringbeskrivs tillämpning i forskning på  autonoma konstruktioner  till strukturer på Mars, med hjälp av planetens regolit (jord) som innehåller damm, sand och sten.

 – Vi kan bygga ett syntetiskt samhälle genom att efterlikna naturliga lavar, förklarar Jin. – Vi har utvecklat ett sätt att bygga dessa syntetiska lavar för att skapa biomaterial som limmar fast marsianska regolitpartiklar till strukturer. Sedan, genom 3D-utskrift, kan ett brett spektrum av strukturer tillverkas, såsom byggnader, hus och möbler.

Även om mikrobkonstruerad självodlingsteknik är mycket lovande är de nuvarande metoderna inte helt autonoma eftersom de mikrober som används är begränsade till en enda art eller stam vilket innebär att deras överlevnadsförmåga kräver en kontinuerlig tillförsel av näringsämnen vilket innebär att extern tillförsel av detta behövs. Bristen på arbetskraft på Mars är  också utmanande.

För att lösa detta problem har Jins team därför utvecklat en helt autonom självodlande teknik genom att designa ett syntetiskt samhälle som utnyttjar fördelarna av flera arter. Detta system eliminerar behovet av extern tillförsel av näringsämnen. Designen använder heterotroffilamentösa svampar som producenter av bindematerial eftersom de kan främja stora mängder biomineraler och överleva tuffa förhållanden mycket bättre än heterotrofa bakterier. Dessa svampar paras ihop med fotoautotrofa diazotrofa cyanobakterier för att skapa det syntetiska lavsystemet.

Hur fungerar det? Jo, de diazotrofa cyanobakterierna fixerar koldioxid och dikväve från atmosfären och omvandlar dem till syre och organiska näringsämnen för att hjälpa överlevnad och tillväxt av filamentösa svampar och öka koncentrationen av karbonatjoner genom fotosyntetiska aktiviteter. De filamentösa svamparna binder metalljoner på svampens cellväggar och fungerar som kärnbildningsplatser för biomineralproduktion, samt förbättrar tillväxten av cyanobakterier genom att förse dem med vatten, mineraler och koldioxid. Båda komponenterna utsöndrar biopolymerer som förbättrar vidhäftningen och sammanhållningen mellan Mars regolit och utfällda partiklar för att skapa en konsoliderad kropp.

Systemet växer med hjälp av endast marsiansk regolitsimulator, luft, ljus och ett oorganiskt flytande medium. Med andra ord behövs ingen arbetskraft. Nästa steg i projektet, som redan är igång, är att skapa regolitbläck för att skriva ut biostrukturer med hjälp av 3D-utskriftstekniken för direkt bläckskrivning.