从宇航员的粪便中回收出3D打印材料，在太空3D打印新物品

2018年4月8日，卡尔加里大学的研究人员最近进行了一项研究，发现了一种新方法可以将宇航员的粪便进行处理，得到水和3D打印的原材料，并可以在必要的时候3D打印新物品。南极熊觉得，思路是一个非常好的思路，研究人员需要使用SLS的技术来烧结3D打印材料，。因为空间限制和用电量限制，使用桌面级的SLS设备可行性还是比较大的。


找出处理废物的方法长期以来一直是太空旅行的一个问题，一方面因为条件限制水的供应量非常有限。另一方面，太空探索项目涉及的物流和高成本也意味着携带最低限度的供应，因为重量的轻微增加可能意味着火箭推进燃料的巨大增加。卡尔加里研究人员项目可以同时为这两个问题提供解决方案。正如我们以前所报道的那样，3D打印技术被认为是减少所需设备数量的解决方案，现在3D打印的材料可能变得比空间更容易在现场获得。

作为研究的一部分，该小组咨询了许多航天专业人士，其中包括加拿大宇航员Robert Thirsk博士和Chris Hadfield上校，Matthew Bamsey博士（德国航空航天中心首席系统工程师）和Pascal Lee博士（美国宇航局艾姆斯研究中心Haughton-Mars项目的调查员和火星研究所的联合创始人）。

大多数航天器的卫生间情况与飞机相似，真空管系统将废物安全清洁地运送到储存罐中。研究人员建议将额外的细菌引入该罐中，并通过基因工程控制它们的化学行为。这些细菌会将粪便分解成更多的物质，其中之一将作为3D打印材料可回收利用。


在被泵入罐中后，废物的第一阶段发酵自然发生。天然的肠道细菌可以分解废物，从而分泌出被称为挥发性脂肪酸（VFA）的物质。然后将VFA提取到另一个罐中，在那里可以生产最终的期望产品。

研究人员利用大肠杆菌，找出了负责分泌所需物质聚羟基丁酸酯（PHB）的基因。 然后将这些经过微调以分泌大量PHB的基因修饰的细菌植入含有VFA的第二罐中。 这种VFA是通过自然发酵从最初的人造人粪便中分泌出来的。

富含VFA的物流在厌氧条件下， 通过使用过滤器可以实现连续发酵，该过滤器可以将未使用的细菌从所得到的PHB流中分离出来并将其再循环回罐中以进一步发酵VFA。 至于富含PHB的物流，将其进一步过滤以分离出水，然后可以在废物处理系统开始时将水再循环回厕所。

然后使剩余的固体PHB干燥一段时间，此后不需要进一步处理并且可以使用。 然后，PHB可以用于选择性激光烧结（SLS）3D打印机而不需要额外的处理，并且这种高精度技术可以用于创建各种设备和供应，这些设备和供应可能在长时间的太空旅程中很需要。

编译自：3ders