Drukowanie 3D za pomocą ludzkich odpadów: Astroplastic bierze surowce od Colon do Mars Colony

Czternastu studentów studiów licencjackich z trzech wydziałów na Uniwersytecie w Calgary w Kanadzie niedawno rywalizowało w Giant Jamboree Międzynarodowej Organizacji Maszyn Genetycznie Inżynierii (iGEM). Prawie 5000 studentów z 330 uniwersytetów zaprezentowało swoje najlepsze pomysły dotyczące biologii syntetycznej, a zespół U Calgary zabrał ze sobą złoto za pomocą innowacyjnego projektu, zręcznie zatytułowanego Astroplastic: From Colon to Colony. Jeśli nie znałeś nazwy, zespół opracował sposób wykorzystania ludzkich odpadów jako głównego bioplastycznego składnika dla astronautów drukujących 3D w kosmosie.

Alina Kunitskaya, studentka czwartego roku studiów inżynierskich w dziedzinie chemii Schulich School of Engineering uniwersytetu, powiedział: "Tak naprawdę próbowaliśmy podążać ścieżką używania prawdziwej rzeczy, ale nikt nie chciał, aby było w laboratorium." CD3D .

Kunitskaya, która specjalizuje się w inżynierii biomedycznej, pomogła poprowadzić zespół z U Calgary do złota z ich teorią przekształcania ludzkich odpadów w przydatne, drukowane w 3D narzędzia bioplastyczne podczas misji w kosmosie . Choć może to być rażące, jest to z pewnością obfite źródło materiału, którego prawdopodobnie nie zabraknie na potencjalnej misji na Marsa.

Kunitskaya wyjaśniła: "W podróży kosmicznej, takiej jak trzyletnia misja na Marsa, są poważne wyzwania do przezwyciężenia.

"Transport materiałów jest trudny i drogi, i jak przewidujesz każde wyzwanie i wszystko, czego potrzebujesz w ciągu trzech lat podczas podróży na Marsa? Recykling odpadów jest kolejnym poważnym wyzwaniem.

"Zespaliśmy zespół na początku semestru zimowego i rozpoczęliśmy burzę mózgów pomysłów, a każda osoba wpadła na swój pomysł.

" Jedynym kryterium jest posiadanie syntetycznej biologii, która jest inżynieryjną bakterią, aby zrobić coś pożytecznego. Na początku naszym pomysłem było zrobienie plastiku ze ścieków. "

Po tym, jak zespół pojechał na wycieczkę do oczyszczalni ścieków w Calgary, a następnie doszło do burzy mózgów, ich pomysł zamienił się w rozwiązanie dla astronautów na głębokich wodach. przestrzeń. Z radą byłego dowódcy ISS, Chrisa Hadfielda, pierwszego kanadyjskiego astronauty, który chodził w kosmosie, oraz kanclerza uniwersytetu Roberta Thirska, zespół zaczął pracować nad swoją koncepcją kupa plastiku.

Projekt zespołu Podsumowanie brzmi: "W tym roku projekt Uniwersytetu Calgary polega na wykorzystaniu genetycznie modyfikowanych E. coli do przekształcania ludzkich odpadów w bioplastiki.

" Przewidujemy nasz projekt jakoZintegrowany system od początku do końca, który można wykorzystać w kosmosie do generowania przedmiotów przydatnych astronautom podczas wczesnych misji na Marsie. To rozwiąże problem gospodarki odpadami poprzez upcykling stałych odpadów ludzkich do użytecznego produktu. "

Do współautorów należą: Xingyu Chen, Syeda Ibrahim, Kunitskaya, Kaitlin Schaaf, Zi Fei Wang, Preetha Gopalakrishan, Maliyat Noor , Harry Wilton-Clark, Jacob Grainger, Alexandra Ivanova, Patricia Lim, Michaela Olsakova, Lalit Bharadwaj, Bilal Sher, David Feehan, Rachelle Varga i Mayi Arcellana-Panlilio.

Ich metoda też działa - zespół z powodzeniem wyprodukował bioplastik w laboratorium Bachelor of Health Sciences. Genetycznie zmodyfikowane bakterie Escherichia coli (E. coli) stosuje się do przekształcania ludzkich odpadów w plastyfikat polihydroksymaślanu - odpady pozostawia się w spokoju przez kilka dni, aby zwiększyć poziom lotnych kwasów tłuszczowych (VFA). Następnie proces odśrodkowy i filtracyjny ekstrahuje VFA z odpadów stałych, a substancja jest przenoszona do oddzielnego zbiornika fermentacyjnego za pomocą E. coli.

Drukarka 3D SLS może następnie wykorzystać powstały bioplastik do wytwarzanie obiektów, takich jak narzędzia, podczas gdy resztki stałych odpadów, zgodnie z Digital Trends, mogłyby zostać wykorzystane do tworzenia osłon promieniowania.

Zwrócenie uwagi zespołu na wymagania iGEM i szczegółowe badania przyniosły im złoty medal, a także jest nominowany do Best Manufacturing Project wydarzenia. Ale jeszcze nie skończyli - dwaj studenci planują przetestować proces produkcji plastiku przy niskiej grawitacji w lipcu na kanadyjskim statku Falcon 2.0. Celem będzie wydobycie nanocząstek granulatu z tworzywa sztucznego zamiast rozpoczęcia całej ekstrakcji polihydroksymaślanu i procesu drukowania 3D, ponieważ mikrograwitacja może być symulowana tylko przez kilka minut.

Ponadto, U Zespół Calgary iGEM ma nadzieję nauczyć się, jak wytwarzać różne rodzaje tworzyw sztucznych, aby móc produkować przedmioty do zastosowań kosmicznych o różnej elastyczności i poziomie wytrzymałości. Teraz, jeśli mi wybaczysz, mam nagłą ochotę umyć ręce.