Pesquisadores criam material de construção vivo para erguer estruturas em Marte via impressão 3D

Pesquisadores desenvolveram um método de construção para Marte que substitui a necessidade de maquinário industrial pesado e alto consumo energético por biotecnologia. A proposta, liderada pelo Dr. Jishen Qiu e detalhada na revista Chem Circularity, consiste na criação de um material de construção vivo marciano (MLBM), que utiliza leveduras geneticamente modificadas para transformar areia e gelo em estruturas sólidas via impressão 3D.

Diferente das abordagens tradicionais de sinterização, que exigem temperaturas acima de 982 °C para fundir o regolito em cerâmica — demandando reatores nucleares ou vastos campos de painéis solares —, a nova técnica aproveita o frio extremo do planeta. O processo utiliza um aglutinante aquoso composto por gelatina e leveduras, que, ao ser exposto a temperaturas de até -55 °C e à atmosfera rarefeita de Marte, sofre congelamento e desidratação espontâneos.

Engenharia genética e resistência estrutural

A eficiência do material reside na reprogramação do genoma da levedura de panificação, que recebeu três modificações biológicas essenciais:

• Proteína Aga2: responsável por fixar as células aos grãos de areia.
• Proteínas de pé de mexilhão: réplicas sintéticas de adesivos potentes para garantir a fixação.
• Sistema SpyTag e SpyCatcher: proteínas que se conectam ao entrar em contato, criando ligações permanentes que imobilizam as células.

Estruturalmente, o biocomposto apresenta resistência à compressão de 12 megapascal, similar ao concreto leve, e resistência à flexão de 6 megapascal. Essa última característica permite que a estrutura suporte o dobro da tensão do concreto convencional, fator determinante para resistir a detritos transportados por tempestades de poeira.

Processo de fabricação e sustentabilidade

A produção é otimizada energeticamente: enquanto a sinterização exige dias de operação, um metro cúbico do material vivo requer menos de uma hora de exposição à luz solar. A pasta é impressa a 37 °C e, ao entrar em contato com o ambiente marciano, a camada protetora das leveduras organiza a cristalização da água em cavidades de cinco micrômetros. Devido à baixa pressão atmosférica, o gelo sublima (passa diretamente para o estado gasoso), resultando em uma estrutura porosa onde as leveduras funcionam como armaduras internas, similar ao papel do aço no concreto.

Outro diferencial é a reciclabilidade. Testes com prensas hidráulicas mostraram que fragmentos do material podem ser aquecidos para recuperar a textura de pasta e reimpressos em 3D. O processo foi repetido por quatro gerações sem perda de resistência ou de viabilidade das leveduras.

Desafios para a implementação real

Apesar dos resultados laboratoriais, a transição para a superfície de Marte enfrenta três obstáculos principais:

1. Autonomia de insumos: Atualmente, a fórmula depende de gelatina de porco produzida na Terra. O objetivo é que a própria levedura sintetize a matriz estrutural.
2. Recursos hídricos: A gestão da água é complexa, embora possa ser extraída do gelo local.
3. Radiação cósmica: A tolerância da cepa à radiação ainda não foi verificada. O Dr. Qiu propõe a reprogramação de microrganismos naturalmente resistentes à radiação para assumirem a função de produção de proteínas estruturais.

A proposta demonstra que a colonização espacial pode prescindir de infraestruturas industriais massivas, utilizando a biologia celular programável para erguer abrigos permanentes a partir de recursos básicos como areia, gelo e organismos vivos.