Mühendislerden uzayda devrim! Kum, jelatin ve canlı mayadan Mars tuğlası üretildi

Hong Kong Bilim ve Teknoloji Üniversitesi'nden bir mühendis ekibi, Mars'ta yapı inşası için kum, jelatin ve canlı maya kullanarak yeni bir biyomalzeme geliştirdi. Geliştirilen bu özel tuğlalar, Mars'ın aşırı soğuk ortamında sertleşiyor ve dört kez geri dönüştürülebiliyor. Malzemenin tasarımında, Dünya'daki klasik pişirme yöntemlerine göre çok daha az enerji gerektiren bir süreç tercih edildi. Araştırmanın başında yer alan inşaat mühendisi Jishen Qiu ve ekibi, Mars habitatlarının inşasında kullanılabilecek bu biyomalzemenin, hem enerji tasarrufu hem de dayanıklılık açısından önemli avantajlar sunduğunu belirtti. Mars'ta geleneksel yöntemlerle inşaat yapmak, yüksek sıcaklıkta ezilmiş kayaların pişirilmesini gerektiriyor ve bu da büyük miktarda enerjiye ihtiyaç duyuyor. Ancak Hong Konglu bilim insanlarının geliştirdiği biyomalzeme, düşük sıcaklıkta şekil alıyor ve Mars'ın doğal koşullarında sertleşiyor. Bu sayede, Mars'ta sürdürülebilir yaşam için önemli bir temel atılmış oluyor.

Jishen Qiu: 'Maya tuğlası Mars'ın soğuğunda güçleniyor'

Jishen Qiu, Earth.com'a verdiği röportajda, yeni biyomalzemenin dondurulmuş meyvelerden ilham alınarak geliştirildiğini açıkladı. Qiu ve ekibi, canlı mayanın ve jelatinin Mars ortamındaki düşük sıcaklık ve basınç koşullarında nasıl bir araya gelerek dayanıklı bir yapı oluşturabileceğini araştırdı. Ekip, karışımın ıslak olarak başlatıldığını, kumun hacim kazandırdığını, jelatin ve maya hücrelerinden oluşan yapıştırıcının ise taneleri kaplayıp boşlukları köprülediğini belirtti. Mars'ın tipik sıcaklık ve basınç koşullarında, su doğrudan buza ve buhardan geçerek malzemenin gözenekli ve hafif bir iskelet yapısına sahip olmasını sağlıyor. Bu gözenekli yapı, tuğlaların hem hafif hem de güçlü olmasına olanak tanıyor. Jelatin, yaklaşık 38°C'nin altında sertleşmeye başlıyor, bu nedenle karışım 37°C'de nozuldan çıkarılıyor. Sıcaklık daha düşük olursa jelatinleşme erken başlıyor, daha yüksek olursa ise şekil bozulabiliyor. Ekip, laboratuvarda -30°C ve 0,01 atmosfer basınçta 25 mm yüksekliğinde ve 15 mm genişliğinde bir kule üretmeyi başardı. Bu sonuçlar, Mars'ın yüzey koşullarına oldukça yakın bir ortamda elde edildi.

Maya tuğlası ile düşük enerji, yüksek dayanıklılık sağlandı

Maya tuğlası, sıradan ekmek mayası olan Saccharomyces cerevisiae kullanılarak geliştirildi. Ekip, maya hücrelerinin yüzeyine, midyelerin kayalara tutunmak için kullandığı yapışkan proteinlerden bir kaplama ekledi. Bu biyomühendislik yaklaşımı sayesinde, maya içeren karışım, hücre içermeyen versiyona göre %170 daha fazla yük taşıyabildi. Jelatin olmadan maya bir arada durabiliyor ancak zayıf kalıyor, en iyi sonuç ise biyolojik katıların karışımın dörtte birini oluşturduğu tarifte elde edildi. Sertleşmiş maya tuğlası, yaklaşık 12 megapaskal (1.740 psi) sıkıştırma dayanımı gösterdi ve bu değer düşük kaliteli betonla benzerlik taşıyor. Ayrıca, bükülme dayanımı 6 megapaskal (870 psi) seviyesine ulaştı ki bu da aynı yoğunluktaki hafif betonun iki katı kadar dayanıklılık anlamına geliyor. Jishen Qiu, bu dayanımın Mars'ın düşük yerçekiminde çok katlı binalar için yeterli olduğunu vurguladı. Enerji açısından ise, bir metreküp biyomalzeme üretimi için 0,02 ile 0,12 gigajoule enerji gerekiyor ki bu, klasik kaya sinterleme yöntemlerine göre çok daha az enerji tüketimi anlamına geliyor. Mars yüzeyinde mevcut olan güneş enerjisiyle bu üretim, birkaç gün sürecek klasik yöntemlere kıyasla bir saatten kısa sürede tamamlanabiliyor.