新研究：在飞船上回收尿液，用酵母将其转化为3D打印材料

“对人类来说，太空中可利用的资源是非常有限的。若想进行长达几年的天空旅行，必须找到一种方法来回收利用宇航员所带去的东西，”美国克莱姆森大学化学与生物分子工程助理教授Mark A. Blenner说。为此，Blenner研究小组正在研究解脂耶氏酵母（Yarrowia lipolytica）的潜在用途，这种酵母以尿液中的尿素为生。这项研究获得了NSSA的太空技术研究资助项目的资助。

通过一些基因工程，该研究小组已经证明可以用解脂耶氏酵母来生产氢和碳——基于聚酯的3D打印线材的原子成分。

生存环境恶劣是太空探索首先要面对的一个难题。2009年，国际空间站（ISS）解决了其中的部分挑战，开发了一个系统，可以用碘将宇航员的尿液转化为水。2015年，为了减少负载，ISS引入了增材制造设施（AMF）。

AMF的制造商是加州的Made in Space，这款3D打印机可以用高级PEEK塑料3D打印工具和备件。最终，航空工程师将能用AMF等系统提高生产力，生产更大的部件。

然而，3D打印机需要材料。虽然宇航员可以就地取材，如利用月球或火星表面上的粉状岩石，但这种方法仍可能需要使用采矿设备。相比之下，回收利用飞船上的已有之物效率更高。对解脂耶氏酵母的研究有可能提供一种新的回收利用方法。

在ISS上，宇航员可以用尿液净化工艺提取尿素，然后用这些尿素培养解脂耶氏酵母。为了制造塑料，解脂耶氏酵母的基因组需要被编辑。在Blenner的项目中，这正是需要研究的地方。当解脂耶氏酵母以基因编辑的方式被改变后，它们可以产生聚酯颗粒，而不是作为其营养物质的碳分子。

现在的挑战是大规模地从解脂耶氏酵母的营养储存中提取分子，然后将提取物变成墨水或线材。另外一种可能是，直接使用基因编程后的酵母，将其作为3D打印机原料。