Tutkijat: Hiiva voisi mahdollistaa Mars-kaupunkien rakentamisen

Hongkongin tiede- ja teknologiayliopiston tutkijat ovat esitelleet uudenlaisen rakennusmateriaalin, joka voisi mullistaa Marsin siirtokuntien rakentamisen. Menetelmä käyttää hyödyksi geneettisesti muokattua hiivaa ja Marsin hiekkaa vähäenergiatehokkaaseen 3D-tulostukseen, tarjoten vaihtoehdon perinteisille, energiaintensiivisille rakennusmenetelmille.

Jishen Qiu'n johtama tutkimusryhmä kehitti "Martian living building material" -materiaalin, joka koostuu Marsin hiekasta ja vedestä valmistetusta sideaineesta, joka sisältää sian hyytelöä ja muokattua hiivaa. Kun materiaali pursotetaan ja altistetaan Marsin olosuhteille, se jäätyy ja kuivuu itsestään. Valmiin komposiitin puristuslujuus on noin 12 megapaskalia, mikä vastaa kevytbetonia, ja sen taivutuslujuus on 6 megapaskalia. Tämä tekee materiaalista kestävän Marsin hiekkamyrskyjä vastaan.

Perinteiset Mars-rakentamisen suunnitelmat perustuvat usein sintraukseen, jossa Marsin pintamateriaalia (regoliittia) sulatetaan lasereilla tai mikroaalloilla korkeissa lämpötiloissa. Tämä vaatii valtavasti energiaa, kuten ydinreaktoreita tai suuria aurinkopaneelikenttiä, ja lopputulos on hauras keraaminen materiaali. Uusi hiivapohjainen menetelmä kuluttaa kymmeniä kertoja vähemmän energiaa ja hyödyntää Marsin kylmää ilmastoa.

Menetelmän salaisuus piilee hiivan geneettisessä muokkauksessa. Hiivasolut on suunniteltu kiinnittymään hiekkaan, tuottamaan merimussukoiden liimaa muistuttavaa ainetta ja muodostamaan mikroskooppisia tarranauhamaisia rakenteita, jotka sitovat solut toisiinsa. Marsin kylmyydessä vesi muodostaa jäätymisen yhteydessä tiiviin, säännöllisen rakenteen, joka kestää sublimoitumisen eli jäätymisestä suoraan kaasuksi muuttumisen. Lopputuloksena on kevyt, sienimäinen rakenne, jossa hiivasolut toimivat kuin terästangot betonissa.

Lisäksi materiaali on kierrätettävää. Tutkijat ovat onnistuneet murskaamaan valmiita rakenteita ja 3D-tulostamaan niistä uusia, ilman lujuuden heikkenemistä. Kierrätysprosessi onnistui neljässä sukupolvessa, ja hiivasolut pysyivät elävinä. Merkittävin haaste on vielä sian hyytelön käyttö, mutta tutkijat pyrkivät kehittämään hiivan, joka pystyy tuottamaan koko rakenteen ilman eläinperäisiä ainesosia.