| 卡尔加里大学的研究人员最近进行的一项研究发现了一种解决两个不同问题的新方法, 这两个问题经常会面临宇航员长期的空间探索任务. Mayi Arcellana-Panlilio博士及其同事制定了一种以卫生方式处理人体废物的方法, 该方法对提供设备和用品也很有用. 使用特殊的基因工程酶, 粪便可以转化为特殊的生物塑料物质, 然后可以用作3D打印材料, 以便在必要时制造新物品. 找出处理废物的方法长期以来一直是太空旅行的一个问题, 因为条件狭窄, 供水量必然有限. 太空探索项目涉及的物流和高成本也意味着可以采取绝对最低限度的供应, 因为重量的轻微增加可能意味着燃料的巨大增加对于推进飞船进入轨道是必要的. 卡尔加里研究人员项目可以同时为这两个问题提供解决方案. 正如我们以前所报道的那样, 3D打印技术被认为是减少所需设备数量的解决方案, 现在3D打印的材料的问题了可以就地解决.  图片: 美国航空航天局 作为研究的一部分, 该小组咨询了许多航天业专业人士, 其中包括加拿大宇航员Robert Thirsk博士和Chris Hadfield上校, Matthew Bamsey博士 (德国航空航天中心首席系统工程师) 和Pascal Lee博士 (校长美国宇航局艾姆斯研究中心Haughton-Mars项目的调查员和火星研究所的联合创始人) . 大多数航天器的卫生间情况与飞机相似, 真空管系统将废物安全清洁地运送到油箱中. 研究人员建议将额外的细菌引入该罐中, 并通过基因工程特别选择它们的化学行为. 这些细菌会将粪便分解成更多的物质, 其中之一将作为3D打印材料可回收利用. 在被泵入罐中后, 废物的第一阶段发酵自然发生. 天然的肠道细菌可以分解废物, 从而分泌出被称为挥发性脂肪酸 (VFA) 的物质. 然后将VFA提取到另一个罐中, 在那里可以进行干预以生产最终的产品.
研究人员利用大肠杆菌细菌, 找出了负责分泌所需物质聚羟基丁酸酯 (PHB) 的确切基因. 然后将这些经过微调以分泌大量PHB的基因修饰的细菌植入含有VFA的第二罐中. 这种VFA是从最初的人造人粪便中分泌出来的, 自然发酵. 富含VFA的物流在厌氧条件下连续发酵. 通过使用过滤器可以实现连续发酵, 该过滤器可以将未使用的细菌从所得到的PHB流中分离出来并将其再循环回罐中以进一步发酵VFA. 至于富含PHB的物流, 将其进一步过滤以分离出水, 然后可以在废物处理系统开始时将水再循环回厕所. 使剩余的固体PHB干燥一段时间, 此后不需要进一步处理并且可以使用. 最后, PHB可以用于选择性激光烧结 (SLS) 3D打印机而不需要额外的处理, 并且这种高精度技术可以用于创建各种设备和耗材. 来源: 中国3D打印网 |
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