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山楂影視【科技在線】 在太空中利用人類排泄便的方案并不是新鮮事,國際空間站的宇航員已將他們的汗水、洗澡水和尿液轉變成飲用水 北京時間8月24日消息,據國外媒體宣傳,目前,研究人員研制了一種做法,可以將宇航員尿液和呼出的二氧化碳轉變成塑料,并在太空中制造成工具。 在太空中利用人類排泄便的方案并不是新鮮事,國際空間站的宇航員已將他們的汗水、洗澡水和尿液轉變成飲用水。科學家提出的新系統依靠于特殊的酵母菌株,采用尿液中的尿素和宇航員呼出的二氧化碳制造聚酯化合物,它可作為3d打印機原料,制造新的塑料部件。并且,其它酵母菌株可以制造基本的歐米加-3脂肪酸,為宇航員提供營養物質。 這項研究能夠確保長期太空旅行,使未來實現火星旅行成為可能。該研究報告發布在日前召開的第254屆美國化學學會博覽會和國家會議上,據悉,美國化學學會是世界上大的科學研究機構之一。 研究負責人、美國南卡羅來納州克萊姆森大學研究員馬克 布雷恩(mark blenner)博士指出,宇航員不可能在太空環境中攜帶大量配件,因為每增加1盎司重量都會增加太空飛船擺脫地球引力消耗的燃料。 科學家提出的新系統依靠于特殊的酵母菌株,采用尿液中的尿素和宇航員呼出的二氧化碳制造聚酯化合物,它可作為3d打印機原料,制造新的塑料部件 布雷恩博士說: 如果宇航員進行為期幾年的太空旅行,我們需要發現一種做法再利用和回收他們攜帶的任何物品, 原子經濟 將變得很重要。 依據布雷恩博士的觀點,處理方案的部分原因在于,宇航員們將不斷地產生排泄物,同時他們需要呼吸氧氣,進食和采用材料。然而,人類在太空中的排泄物不能像在地球上隨意丟棄,布雷恩博士和研究小組正在拆析怎么再利用人類排泄物中的分子,并將它們轉換制造成材料,供給宇航員采用,例如:聚酯和營養物質。 例如:像歐米加-3脂肪酸這樣的必須營養素,保質期僅有幾年時間。如果宇航員進行一次長時間太空任務,他們必需旅行途中消耗完畢,因為一點太空旅行時間需要幾年時間。 布雷恩博士說: 宇航員需要一個生物系統,能夠從休眠狀態蘇醒過來,并開始制造他們所需的物品,這是我們研究項目的真實動機。 這個生物系統包含解脂耶氏酵母等多種酵母菌株。 這些酵母菌株生長需要氮和碳,布雷恩博士帶領的研究小組發現,酵母可以從未解決尿液中的尿素獲取氮。它們還能從二氧化碳中獲取碳,二氧化碳可能來自于宇航員呼出的氣體,或者火星大氣層。 采用尿液中的尿素和宇航員呼出的二氧化碳制造聚酯化合物,它可作為3d打印機原料,制造新的塑料部件。宇航員不可能在太空環境中攜帶大量配件,因為每增加1盎司重量都會增加太空飛船擺脫地球引力消耗的燃料 然而,為了采用二氧化碳,酵母需要一種中介物質, 修理 碳物質形成它們可以攝入的一種方式。為此,酵母依靠光合藍藻菌或者研究人員提供的藻類。研究人員研制的一種菌株可以制造歐米加-3脂肪酸,這是人體不能自我制造的營養物質,它有助于心臟、眼睛和大腦的健康。這支研究小組可以制造另一種菌株,可以產生出單體 與其它相同分子結合在一起的分子,將單體連接在一起,能夠制造出聚酯聚合物,它與某些衣服中的塑料纖維類型相似。 這些聚酯聚合物可用于 3d打印,產生新的塑料配件。布雷恩博士的研究小組將繼續研究該菌株,它們產生不同類型、具有一定性能的塑料聚脂。目前,基因改良菌株僅能制造少量聚酯或者營養品,但是研究人員正在努力增大其產量。 圖中是國際空間站宇航員正在喝水,目前新技術可將宇航員在太空中產生的尿液、洗澡水等循環過濾為飲用水 并且,研究人員開始關注地球上進行的生產用途,例如:漁業養殖和人類營養學。通過水產養殖提高產量需要補充歐米加-3脂肪酸,這些歐米加-3脂肪酸可通過酵母菌株產生。其他研究小組也可以制造酵母菌株,但是通過其它的方法。 例如:與化學企業dupont合作的一支研究小組已采用酵母制造用于漁業養殖的歐米加-3脂肪酸,但是這些酵母是以精制糖為食,而不是一個水產品。此外,其他兩支研究小組正在對酵母進行基因改良,使其能夠制造聚脂,他們不同于布雷恩研究小組,他們未達到優化制造聚脂。

總之,盡管研究者們在一定程度上對吸脂酵母( yarrowia lipolytica )有了認識,但迄今為止科學家們對這種酵母種類的研究還不多。 例如,這種酵母可以用于啤酒釀造。 布雷克博士說,我們研究的脂肪分解酵母在基因和生化方面與其他酵母不同,每個新生物都有明顯的特征,所以必須更好地關注分解。

來源:上海熱線新聞網

標題:“宇航員尿液或可轉化為塑料:在太空中被制造成工具”

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