Вчені з університету Каліфорнії в Ірвіні і університету Джона Хопкінса використовували електронну мікроскопію і спектральну візуалізацію, щоб зрозуміти, як мікроби перетворюють гірські породи в корисні речовини. Розуміння цих процесів допоможе у створенні виробництв для космічних колоній.
У дослідженні, опублікованому в журналі Materials Today Bio, вчені показали, як ціанобактерії, що живуть в екстремальних умовах, добувають залізо, необхідне для функціонування живих організмів. Дослідження показало, що ціанобактерії виробляють біоплівки, які розчиняють частинки магнітного оксиду заліза в гіпсових породах, згодом перетворюючи магнетит в окислений гематит.
Схема виробництва заліза (гематиту або оксиду заліза) з гіпсових порід. Зображення: Wei Huang et al., Materials Today Bio
За допомогою електронної мікроскопії та спектроскопічних інструментів, дослідники знайшли докази існування мікробів у зразках гіпсових порід з пустелі Атакама. Це одне з найбільш посушливих і суворих місць на Землі, відзначають автори роботи. У своєму дослідженні вони спостерігали, як бактерії трансформували мінерали, що містяться в гіпсі.
Клітини ціанобактерій сприяли розчиненню магнетиту та солюбілізації заліза, виробляючи велику кількість позаклітинних полімерних речовин, що призводило до розчинення та окислення магнетиту в гематит. При цьому процес прискорювався в присутності наночастинок магнетиту.
Дослідники вважають, що мікробні колонії та технології, які вони застосовують, можна поєднати з 3D-друком та виробництвом у масштабах, необхідних для забезпечення матеріалами цілих колоній. Крім того, аналогічний процес збору корисних речовин з крупинок можна використовувати для ефективної та економічної обробки «бідної» руди, з низьким вмістом потрібних елементів.