Космонавты смогут распечатывать инструменты из собственных отходов

Убить одним выстрелом двух зайцев обещает новая технология, разработанная учеными из канадского Университета Калгари. В ходе длительных космических экспедиций она позволит с пользой утилизировать отходы жизнедеятельности команды — и заодно обеспечит их материалом для 3D-печати необходимых инструментов и деталей. Об этом Май Арчеллана-Панлильо (Mayi Arcellana-Panlilio) и ее коллеги рассказывают в статье, представленной в онлайн-библиотеке препринтов bioRxiv. 

При подготовке космических миссий каждый килограмм на счету, и 3D-принтеры обещают стать крайне полезным дополнением к оборудованию любых будущих пилотируемых кораблей. Они позволят брать на борт куда меньше «расходников», запасных деталей и инструментов, а при необходимости — распечатают их на месте. 3D-принтеры, модифицированные для работы в условиях микрогравитации, уже несколько лет испытывают на МКС. Продолжаются поиски оптимальных материалов — «3D-чернил» — для их работы. 

Команда профессора Май Арчеллана-Панлильо обратилась с этой целью к... фекалиям самих космонавтов, предложив превращать их в материал для космической 3D-печати. Дело в том, что среди естественных продуктов их разложения содержатся короткоцепочечные жирные кислоты, в том числе изомасляная кислота. После отделения их из смеси центрифугированием и фильтрованием на мембранах с наноразмерными порами в них можно внести ГМ-бактерии кишечной палочки, адаптированные для жизни в соответствующих условиях и несущие гены синтеза полигидроксибутирата (polyhydroxybutyrate, PHB) — полимера изомасляной кислоты.

Свойства PHB близки к обычному полипропилену, этот биопластик все активнее производят и на Земле, позволяя получать прозрачную пленку, которая быстро разлагается в природе. РНВ накапливался и в ферментере с ГМ-бактериями, который использовала команда канадских ученых. Его выделяли из раствора, высушивали — и превращали в готовые «3D-чернила». Профессор Арчеллана-Панлильо и ее коллеги продемонстрировали работоспособность всего процесса, используя получившийся материал для 3D-печати с помощью обычного метода лазерного спекания.