Synthetische Biologie und 3D-Druck:

Kanadische Studenten entwickeln Verfahren, um menschliche Abfälle als Rohstoff für den 3D-Druck im Weltall einsetzen zu können

Zum 3D-Druck können viele Materialien verwendet werden. An Plastik denken dabei die meisten, doch gehen auch verschiedene Metalle oder organische Substanzen. Ein Team von Studenten der University of Calgary hat jetzt eine Methode für die Raumfahrt vorgestellt, um aus dem Endprodukt – den Ausscheidungen – der Astronauten 3D-Drucker-Material herzustellen.

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Viele Menschen denken immer noch, dass Plastik das einzige Material ist, das für den 3D-Druck verwendet wird. Das ist jedoch längst nicht mehr der Fall, wie unsere Liste von 30 3D-Drucker-Materialien zeigt. Der bekannte 3D-Drucker-Hersteller Made in Space sowie das brasilianische Unternehmen Braskem entwickelten eine Technologie für das Recycling von Kunststoffen auf der ISS und deren Verwendung für den 3D-Druck.

Für den 3D-Druck existieren heute wie oben bereits erwähnt zahlreiche Materialien, darunter organische Substanzen, Metamaterialien, zahlreiche flexible Filamente und natürlich die Metalle. Hin und wieder kommen noch ungewöhnlichere Materialien zum Einsatz, wie etwa, zerkleinerte Traubenschalen und Algen. Heute jedoch konzentrieren wir uns auf das unwahrscheinlichste 3D-Druckmaterial – den menschlichen Abfall. Und damit ist nicht der Plastikmüll oder Elektroschrott gemeint sondern die Ausscheidungen aus dem menschlichen Körper.

Abbildung Ablauf des Plans von Ausscheidung zu Filament
„Astroplastic: From Colon to Colony“ (Bild: © biorxiv.org).

Kürzlich haben 14 Studenten der Universität von Calgary in Kanada am Giant Jamboree iGEM (International Genetic Engineered Machine) teilgenommen. Über 330 verschiedene Universitäten und fast 5000 Studenten präsentierten an dieser Messe ihre besten Ideen zum Thema „Synthetische Biologie“. Der Gewinn ging an das Studententeam der Universität von Calgary, das mit ihrem Projekt „Astroplastic: From Colon to Colony“ überzeugt hatte. Das Studententeam entwickelte mit diesem Projekt eine Möglichkeit, menschliche Abfälle als bioplastische Zutat für die 3D-Drucker anzuwenden.

Die Studenten verwendeten das genehmigte Rezept der NASA für simulierte menschliche Abfälle, darunter auch Hefe, Erdnussöl, Misopaste und Zellulose. Ihre Methode funktionierte und das Team produzierte erfolgreich ihren Biokunststoff. Somit wurden genetisch manipulierte Bakterien verwendet, um menschliche Abfälle in Polyhydroxybutyratplastik umzuwandeln. Danach wird der Abfall für einige Tage in Ruhe gelassen, damit der flüchtige Fettsäuregehalt (VFAs) ansteigt. Dann werden die VFAs aus den Abfallfeststoffen durch ein Filtrations- und Zentrifugenverfahren extrahiert und die Substanz wird in einen separaten Fermentationstank mit Escherichia coli bewegt.

Letztlich kann ein SLS-3D-Drucker den produzierten Biokunststoff dazu verwenden, um beispielsweise Werkzeuge zu drucken, während die übrig gebliebenen festen Abfallprodukte laut Digital Trends zur Produktion von Strahlungsschirmen verwendet werden. Es steht klar auf der Hand: Die Zukunft bringt rasante Fortschritte mit sich und wenn Sie diese nicht verpassen wollen, abonnieren Sie unseren 3D-Drucktechnologie-Newsletter.

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