Poeira marciana para casa dos sonhos: como micróbios podem se desenvolver no planeta vermelho

Uma nova tecnologia de autocrescimento pode revolucionar a arquitetura marciana usando biomateriais vivos para imprimir estruturas em 3D — sem intervenção humana.

Por Universidade Texas A&M com informações de Science Daily.

Habitar Marte sempre foi uma fantasia futurista alimentada pela ficção científica. No entanto, pousos bem-sucedidos em nosso planeta vizinho ao longo do último meio século tornaram essa ideia aparentemente absurda cada vez mais plausível.

Mas não comece a fazer as malas ainda. Primeiro, precisamos descobrir como construir estruturas a milhões de quilômetros da Terra. Enviar foguetes carregando enormes cargas úteis de materiais de construção para o espaço não é prático nem acessível. Então, como podemos usar os recursos já presentes no Planeta Vermelho para construir a casa dos seus sonhos?

Entra em cena a Dra. Congrui Grace Jin, da Universidade Texas A&M, com a possível resposta.

Jin e seus colegas da Universidade de Nebraska-Lincoln trabalham há anos na biofabricação de materiais vivos projetados e desenvolveram um sistema de líquen sintético capaz de formar materiais de construção sem intervenção externa. Seu estudo mais recente, financiado pelo programa Innovative Advanced Concepts da NASA e publicado recentemente no Journal of Manufacturing Science and Engineering, aplica essa pesquisa à construção autônoma de estruturas em Marte, utilizando o regolito do planeta, que inclui poeira, areia e rochas.

Esse avanço tem o potencial de revolucionar a construção extraterrestre ao permitir que estruturas sejam construídas nos ambientes mais exigentes e com recursos restritos.

“Podemos construir uma comunidade sintética imitando líquens naturais”, explica Jin. “Desenvolvemos uma maneira de construir líquens sintéticos para criar biomateriais que colam partículas de regolito marciano em estruturas. Então, por meio da impressão 3D, uma ampla gama de estruturas pode ser fabricada, como prédios, casas e móveis.”

Outros pesquisaram uma variedade de métodos para unir partículas de regolito marciano, incluindo métodos à base de magnésio, à base de enxofre e uma criação de geopolímero. No entanto, todos os métodos exigem assistência humana significativa e, portanto, não são viáveis devido à evidente falta de mão de obra em Marte.

Outra abordagem tem sido a tecnologia de autocultivo mediada por micróbios. Diversos projetos foram desenvolvidos, como a biomineralização bacteriana para fixar partículas de areia na alvenaria, bactérias ureolíticas para promover a produção de carbonato de cálcio para a fabricação de tijolos e a exploração pela NASA do uso de micélio fúngico como agente de ligação.

Embora a tecnologia de autocultivo mediada por micróbios seja muito promissora, as práticas atuais não são completamente autônomas, pois os micróbios utilizados são limitados a uma única espécie ou cepa, exigindo, portanto, um fornecimento contínuo de nutrientes, o que significa a necessidade de intervenção externa. Novamente, a falta de mão de obra em Marte torna isso desafiador.

Para resolver esse problema, a equipe de Jin desenvolveu uma tecnologia de autocultivo totalmente autônoma, projetando uma comunidade sintética que aproveita as vantagens de múltiplas espécies. Esse sistema elimina a necessidade de fornecimento externo de nutrientes.

O projeto utiliza fungos filamentosos heterotróficos como produtores de material de ligação, pois eles podem promover grandes quantidades de biominerais e sobreviver a condições adversas muito melhor do que bactérias heterotróficas. Esses fungos são pareados com cianobactérias diazotróficas fotoautotróficas para criar o sistema de líquen sintético.

Como funciona? As cianobactérias diazotróficas fixam dióxido de carbono e dinitrogênio da atmosfera e os convertem em oxigênio e nutrientes orgânicos para auxiliar a sobrevivência e o crescimento de fungos filamentosos e aumentar a concentração de íons carbonato por meio de atividades fotossintéticas. Os fungos filamentosos ligam íons metálicos às paredes celulares dos fungos e servem como locais de nucleação para a produção de biominerais, além de estimular o crescimento de cianobactérias, fornecendo-lhes água, minerais e dióxido de carbono. Ambos os componentes secretam biopolímeros que aumentam a adesão e a coesão entre o regolito marciano e as partículas precipitadas, criando um corpo consolidado.

O sistema cresce apenas com simulador de regolito marciano, ar, luz e um meio líquido inorgânico. Em outras palavras, não requer mão de obra.

“O potencial dessa tecnologia de autocrescimento em permitir exploração e colonização extraterrestre de longo prazo é significativo”, afirma Jin.

O próximo passo do projeto, já em andamento, é a criação de tinta regolito para imprimir bioestruturas usando a técnica de impressão 3D de escrita direta a tinta.

Jin é professora assistente no programa de Tecnologia em Engenharia Mecânica e de Manufatura do Departamento de Tecnologia de Engenharia e Distribuição Industrial da Universidade Texas A&M. Seus colegas pesquisadores da Universidade de Nebraska-Lincoln são o Dr. Richard Wilson, Nisha Rokaya e Erin Carr. Leia sobre as pesquisas relacionadas da equipe.

O financiamento para esta pesquisa é administrado pela Texas A&M Engineering Experiment Station (TEES), a agência oficial de pesquisa da Texas A&M Engineering.

Fonte da história:
Materiais fornecidos pela Texas A&M University . Observação: o conteúdo pode ser editado quanto ao estilo e extensão.

Referência do periódico :
Nisha Rokaya, Erin C. Carr, Richard A. Wilson, Congrui Jin. Bio-Manufacturing of Engineered Living Materials for Martian Construction: Design of the Synthetic Community. Journal of Manufacturing Science and Engineering, 2025; 147 (8) DOI: 10.1115/1.4068792

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