Casas em Marte podem ser impressas usando solo marciano, levedura e gelatina

Cientistas de Hong Kong criaram um material com areia, gelatina e levedura modificada para construções em Marte. O material passou por testes em condições simuladas de Marte e pode ser reciclado após o uso.

O estudo foi publicado na revista científica Chem Circularity e liderado pelo engenheiro civil Jishen Qiu, da Universidade de Ciência e Tecnologia de Hong Kong.

A equipe batizou o material de MLBM, sigla em inglês para “Material de Construção Vivo Marciano”, e o produziu misturando areia inerte a um ligante feito de gelatina e da levedura Saccharomyces cerevisiae geneticamente modificada para exibir proteínas adesivas, entre elas as que os mexilhões usam para grudar em rochas.

Em testes sob temperatura de -30°C e pressão de 0,01 atmosfera, condições próximas às da superfície marciana, o material atingiu resistência média à compressão de cerca de 12 megapascals.

Como o material endurece sozinho

A mistura fresca de areia, gelatina e levedura é extrudada e exposta ao frio e à baixa pressão de Marte. Nessas condições, a água do gel congela e depois passa direto do estado sólido para o vapor, sem virar líquido.

Esse processo cria poros microscópicos que deixam o material leve e poroso, parecido com uma espuma. Ao Phys, Qiu contou que a ideia partiu de uma observação simples de como frutas liofilizadas ficam mais duras depois de perder a água por esse mesmo mecanismo.

O papel da levedura geneticamente modificada

A levedura usada no estudo foi projetada para exibir na própria superfície proteínas que reforçam a ligação entre as células e entre elas e os grãos de areia. Uma das versões testadas (batizada de ScA-M) apresentou a combinação mais eficiente de proteínas adesivas.

Com 25% de levedura na composição do ligante, o material atingiu módulo de elasticidade de cerca de 480 megapascals, resistência à flexão de até 6 megapascals e capacidade de absorver energia antes de rachar de aproximadamente 16 quilojoules por metro cúbico. Esses valores representam ganhos de 170% na resistência à compressão e de até 180% na resistência à flexão em comparação com um ligante feito só de gelatina, sem levedura.

Menos energia e possibilidade de reciclagem

A fabricação do MLBM exigiria entre 0,02 e 0,12 gigajoule de energia por metro cúbico, segundo estimativa dos pesquisadores. Esse valor é dezenas de vezes menor do que o gasto necessário para sinterizar rochas marcianas, processo que exige aquecer o material a mais de 1.000°C.

Os pesquisadores também recuperaram blocos já rompidos em testes de compressão, dissolveram o ligante e usaram o material outra vez para fabricar novos blocos, repetindo o processo por quatro gerações sem perda relevante de resistência ou de viabilidade das células de levedura. “Contanto que exista uma levedura viva, é possível cultivá-la de novo”, disse Qiu.

O que já foi provado e o que ainda falta

Na prática, o que a equipe demonstrou até agora é a impressão de uma estrutura em miniatura, com uma cúpula de 45 milímetros de altura por 30 milímetros de diâmetro, fabricada dentro de uma câmara que reproduz a temperatura e a pressão de Marte em laboratório.

O material também ainda depende de gelatina extraída de pele de porco e de nutrientes para a levedura, ambos trazidos da Terra, embora uma versão sem gelatina também tenha funcionado, com desempenho mecânico menor. Resistência à radiação, comportamento sob tração direta, permeabilidade, condutividade térmica e durabilidade de longo prazo ainda não foram testados.

Os pesquisadores simularam, em computador, uma base marciana com 102 metros quadrados de área e 93 metros cúbicos de MLBM, que exigiria o transporte de apenas 1,86 tonelada de matéria-prima da Terra. Ainda assim, Qiu estimou que qualquer obra relevante no planeta demandaria centenas de toneladas de carga enviada da Terra. “Sempre me pergunto se existe alguma lei física ou mecanismo fundamental que nos impeça de fazer isso. Não vejo nenhum, até agora”, afirmou o engenheiro.