Биохимический процесс, с помощью которого цианобактерии получают питательные вещества из горных пород в пустыне Атакама, вдохновил инженеров на размышления о том, как микробы могут помочь людям строить колонии на Луне и Марсе.

Исследователи факультета материаловедения и инженерии UCI и факультета биологии Университета Джона Хопкинса использовали электронную микроскопию высокого разрешения и передовые методы спектроскопической визуализации, чтобы получить точное представление о том, как микроорганизмы изменяют как природные минералы, так и синтетические нанокерамики. Ключевым фактором, по мнению ученых, является то, что цианобактерии производят биопленки, которые растворяют частицы магнитного оксида железа в гипсовых породах, впоследствии превращая магнетит в окисленный гематит.

Выводы команды, опубликованные в журнале Materials Today Bio, могут открыть путь для новых биомиметических методов добычи. Авторы также заявили, что рассматривают полученные результаты как шаг к использованию микроорганизмов в крупномасштабной 3D-печати или аддитивном производстве в масштабах, полезных в гражданском строительстве в суровых условиях , таких как на Луне и Марсе.

«Благодаря биологическому процессу , который развивался в течение миллионов лет, эти крошечные горняки выкапывают горные породы, извлекая минералы, необходимые для физиологических функций, таких как фотосинтез, которые обеспечивают их выживание. Могут ли люди использовать аналогичный биохимический подход для получения полезных ископаемых и управления ими? Этот проект привел нас по этому пути», — сказал профессор Дэвид Кисайлус.

«Пустыня Атакама — одно из самых засушливых и негостеприимных мест на Земле, но Chroococcidiopsis , цианобактерия, обнаруженная в образцах гипса, собранных там командой Джона Хопкинса, развила «самые удивительные приспособления, чтобы выжить в своей каменистой среде обитания. Некоторые из этих черт включают производство хлорофилла, который поглощает дальнекрасные фотоны, и способность извлекать воду и железо из окружающих минералов», — сказала профессор биологии Балтиморского университета. Джоселин Ди Руджеро.

Ученые нашли доказательства существования микробов в гипсе, наблюдая, как преобразовывались сами содержащиеся в нем минералы.

Кисайлус сказал, что может быть способ заставить микроорганизмы использовать аналогичные биохимические способности для производства инженерного материала по запросу в менее чем удобных местах. Он добавил, что людям не всегда нужно использовать эдисоновские подходы, чтобы понять, как что-то делать.