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La ricetta combina rocce marziane con ingredienti terrestri: gelatina e lievito. Una volta essiccato e indurito, questo materiale vivente è resistente quanto il calcestruzzo di bassa qualità e può essere scomposto, riciclato e riprodotto per nuove costruzioni.
Marte è un posto terribile per costruire una casa. Fa un freddo pungente, colpito dalle radiazioni e quasi un vuoto.
Senza contare che i materiali da costruzione, anche per un rifugio modesto, potrebbero passare mesi a sfrecciare nello spazio prima che inizino i lavori.
Ma non devono farlo. In uno studio pubblicato il 10 settembre sulla rivista Chem Circularity, i ricercatori hanno sviluppato una ricetta che un giorno potrebbe essere utilizzata nelle case di stampa 3D su Marte.
La ricetta combina rocce marziane con ingredienti terrestri: gelatina e lievito. Una volta essiccato e indurito, questo materiale vivente è resistente quanto il calcestruzzo di bassa qualità e può essere scomposto, riciclato e riprodotto per nuove costruzioni.
“La mia ispirazione è venuta dalla frutta liofilizzata che diventano più duri”, afferma l’ingegnere civile e autore senior Jishen Qiu dell’Università di Scienza e Tecnologia di Hong Kong.
La temperatura e la pressione estremamente basse di Marte creano condizioni simili all’essiccazione liofilizzata. “Così mi sono chiesto se potevamo approfittarne per creare dei materiali.”
Per evocare il materiale stampabile, Qiu aveva bisogno della giusta miscela di sabbia e colla, quest’ultima fatta con gelatina e lievito specializzato.
Il team ha ingegnerizzato lieviti rivestiti di proteine altamente adesive, incluse quelle che le cozze usano per aggrapparsi alle rocce.
La gelatina unisce gli ingredienti insieme e fornisce un luogo dove le cellule possono crescere, mentre la sabbia dà massa e struttura.
Il team ha poi testato il materiale in condizioni simulate marziane. Una volta che la miscela passa attraverso l’ugello, il freddo estremo e la pressione la svuotano per liofilizzarla.
L’acqua si congela e si trasforma direttamente dal ghiaccio in vapore, lasciando pori microscopici. Il risultato somiglia a una schiuma, leggera e porosa.
Per ora, le strutture stampate sono piccole cupole grandi come un tappo di vino, alte 45 mm e larghe 30 mm. Ma il materiale stesso è resistente—con una resistenza alla compressione di 10-12 megapascal, paragonabile a quella del calcestruzzo di bassa qualità.
“Quindi questo è in realtà abbastanza forte da costruire un edificio di uno o due piani sulla Terra la cui gravità è tre volte quella di Marte,” dice Qiu. “Quindi, probabilmente puoi facilmente costruire un edificio a più piani su Marte con il materiale.”
Molte proposte per costruire città extraterrestri prevedono di riscaldare e fondere rocce marziane o polvere lunare in mattoni e travi. Ma questo richiede molta energia.
Il materiale basato sulla biologia non solo risparmia energia sul calore adottando un approccio produttivo completamente diverso, ma potrebbe anche sostenere un’economia circolare su Marte. I coloni potevano recuperare il lievito da strutture smantellate e rigenerarlo nei bioreattori.
“Finché c’è un lievito ancora vivo, puoi ricrescerli,” dice Qiu.
Finora, il materiale basato sulla biologia è stato testato solo sulla Terra. Il team non sa se i lieviti possano sopravvivere alle reali condizioni marziane.
Il materiale vivente da costruzione dipende ancora, seppur meno, da ingredienti terrestri, e il suo successo dipenderà dai progressi nella tecnologia dei razzi. Qiu stima che un’ingegneria significativa in loco potrebbe richiedere centinaia di tonnellate di carico dalla Terra.
“Mi chiedo sempre: esiste qualche legge fisica o meccanismo fondamentale che ci impedisca di fare questo?” dice Qiu.
“Non ne vedo nessuno in questo momento. Siamo fiduciosi di poterlo ampliare. Mi sorprenderebbe se i materiali per l’ingegneria marziana futura non fossero così diversi come quelli usati nell’ingegneria terrestre—e la biologia contribuirà sicuramente.”
Immagine: Ning Liu
