Дослідники з Гонконгу розробили будівельний матеріал на основі піску, желатину та генетично модифікованих дріжджів. Його можна друкувати на 3D-принтері в умовах, що імітують марсіанські, а після затвердіння — подрібнювати й використовувати повторно. За розрахунками авторів, на виготовлення 1 м³ матеріалу потрібно значно менше енергії, ніж на спікання марсіанського ґрунту за високої температури.
Роботу виконала команда Гонконзького університету науки і технологій спільно з науковцями Гонконзького політехнічного університету. Результати дослідження опубліковано 10 вересня 2026 року в журналі Chem Circularity.
Як влаштований «живий» будівельний матеріал
Матеріал складається з гранульованого заповнювача, желатинового гідрогелю та генетично модифікованих дріжджів. В експерименті використовували пісок, а не справжній марсіанський реголіт.
Дріжджі модифікували так, щоб на їхній поверхні були адгезивні білки, які посилюють зчеплення компонентів. Серед них — білки, створені за зразком природного клею, за допомогою якого мідії прикріплюються до каміння. Желатин зв’язує частинки піску й утворює основу композиту, а дріжджові клітини допомагають зміцнювати його внутрішню структуру.
Після друку суміш піддають дії низької температури та зниженого тиску. Вода замерзає, а потім сублімує — переходить із твердого стану безпосередньо в пару. У результаті утворюється легка пориста структура, яка зберігає форму без високотемпературного випалювання.
Міцність та енерговитрати
Оптимізований склад показав середню міцність на стиск близько 12 МПа — приблизно на 170% вищу, ніж у контрольного зразка. Міцність на згин становила близько 6 МПа. Ці показники можна порівняти з характеристиками деяких звичайних будівельних матеріалів, однак самі по собі вони не підтверджують придатності композиту для зведення житлових будівель.
Експерименти проводили в камері за тиску 0,01 атмосфери та температури −30 °C. Дослідники надрукували невелику конструкцію заввишки 45 мм і діаметром 30 мм. Отже, поки що йдеться про лабораторну демонстрацію технології, а не про готовий спосіб будівництва на Марсі.
Одна з переваг розробки — потенційно низьке енергоспоживання. За розрахунками дослідників, оброблення одного кубометра матеріалу потребує на порядок менше енергії, ніж традиційні методи спікання ґрунту, за яких мінеральні частинки нагрівають приблизно до 1000 °C. Згідно з оцінкою авторів, енергії, яку сонячна панель виробляє менш ніж за годину, достатньо для виготовлення такого об’єму біоматеріалу. Для високотемпературного оброблення такого самого об’єму можуть знадобитися дні роботи енергетичної установки.
Матеріал можна переробляти
Ще одна особливість технології — можливість повторного використання. Затверділий матеріал подрібнюють, додають воду й нагрівають приблизно до 45 °C, щоб розчинити желатинове зв’язувальне та відновити суміш для наступного циклу друку.
Після чотирьох циклів перероблення зразки зберігали міцність на стиск близько 11,8 МПа. За даними дослідників, дріжджові клітини також залишалися життєздатними, що відкриває можливість повторного використання біологічного компонента матеріалу.
Залежність від постачання із Землі зберігається
Попри перспективність такого підходу, матеріал поки що не є повністю автономним. Для виготовлення кубометра композиту потрібно близько 20 кг сировини, значну частину якої становить желатин тваринного походження. Також необхідні поживні речовини для дріжджів. Надалі дослідники розраховують зменшити залежність від постачання із Землі, навчившись виробляти потрібні органічні компоненти з використанням доступних на Марсі ресурсів.
Керівник дослідження Цю Цзишень зазначає, що в перспективі метан, вуглекислий газ і водяний лід на Марсі теоретично можна було б використовувати для отримання органічних компонентів і поживних речовин. Однак такий замкнений цикл поки що не продемонстровано.
На думку дослідника, під час підготовки масштабного будівництва на Марсі значну частину вантажів із Землі становитиме не сама сировина для будівельних матеріалів, а обладнання — наприклад, сонячні панелі або компактні ядерні енергетичні установки.
Можливе застосування на Землі
Розробка може стати корисною і в земних умовах, де доставлення будівельних матеріалів ускладнене або дороге. Серед можливих сценаріїв команда розглядає будівництво дослідницьких станцій у віддалених районах Антарктиди.
Водночас перед практичним застосуванням потрібно перевірити довговічність матеріалу, його стійкість до розтягувальних навантажень, проникність і теплоізоляційні властивості. Сам по собі пористий композит не забезпечить герметичності житлового модуля й не захистить екіпаж від радіації. Для майбутніх марсіанських споруд його, ймовірно, доведеться поєднувати з герметичними оболонками та окремими системами захисту.
Дослідження демонструє один із можливих підходів до виробництва будівельних матеріалів за межами Землі: використання місцевої мінеральної сировини, біологічних зв’язувальних компонентів та умов довкілля, щоб зменшити потребу в енергоємному обробленні. Однак до зведення повнорозмірних споруд на Марсі цій технології ще належить пройти значний шлях.
