| 卡爾加裡大學的研究人員最近進行的一項研究發現了一種解決兩個不同問題的新方法, 這兩個問題經常會面臨宇航員長期的空間探索任務. Mayi Arcellana-Panlilio博士及其同事制定了一種以衛生方式處理人體廢物的方法, 該方法對提供設備和用品也很有用. 使用特殊的基因工程酶, 糞便可以轉化為特殊的生物塑料物質, 然後可以用作3D列印材料, 以便在必要時製造新物品. 找出處理廢物的方法長期以來一直是太空旅行的一個問題, 因為條件狹窄, 供水量必然有限. 太空探索項目涉及的物流和高成本也意味著可以採取絕對最低限度的供應, 因為重量的輕微增加可能意味著燃料的巨大增加對於推進飛船進入軌道是必要的. 卡爾加裡研究人員項目可以同時為這兩個問題提供解決方案. 正如我們以前所報道的那樣, 3D列印技術被認為是減少所需設備數量的解決方案, 現在3D列印的材料的問題了可以就地解決.  圖片: 美國航空航天局 作為研究的一部分, 該小組諮詢了許多航天業專業人士, 其中包括加拿大宇航員Robert Thirsk博士和Chris Hadfield上校, Matthew Bamsey博士 (德國航空航天中心首席系統工程師) 和Pascal Lee博士 (校長美國宇航局艾姆斯研究中心Haughton-Mars項目的調查員和火星研究所的聯合創始人) . 大多數航天器的衛生間情況與飛機相似, 真空管系統將廢物安全清潔地運送到油箱中. 研究人員建議將額外的細菌引入該罐中, 並通過基因工程特別選擇它們的化學行為. 這些細菌會將糞便分解成更多的物質, 其中之一將作為3D列印材料可回收利用. 在被泵入罐中後, 廢物的第一階段發酵自然發生. 天然的腸道細菌可以分解廢物, 從而分泌出被稱為揮發性脂肪酸 (VFA) 的物質. 然後將VFA提取到另一個罐中, 在那裡可以進行幹預以生產最終的產品.
研究人員利用大腸杆菌細菌, 找出了負責分泌所需物質聚羥基丁酸酯 (PHB) 的確切基因. 然後將這些經過微調以分泌大量PHB的基因修飾的細菌植入含有VFA的第二罐中. 這種VFA是從最初的人造人糞便中分泌出來的, 自然發酵. 富含VFA的物流在厭氧條件下連續發酵. 通過使用過濾器可以實現連續發酵, 該過濾器可以將未使用的細菌從所得到的PHB流中分離出來並將其再迴圈回罐中以進一步發酵VFA. 至於富含PHB的物流, 將其進一步過濾以分離出水, 然後可以在廢物處理系統開始時將水再迴圈回廁所. 使剩餘的固體PHB乾燥一段時間, 此後不需要進一步處理並且可以使用. 最後, PHB可以用於選擇性雷射燒結 (SLS) 3D印表機而不需要額外的處理, 並且這種高精度技術可以用於建立各種設備和耗材. 來源: 中國3D列印網 |
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