Группа ученых из Калифорнийского университета в Ирвайне придумала, как превратить человеческую мочу в ценный материал — гидроксиапатит. Его используют в стоматологии, костных имплантах и даже для реставрации древних артефактов.

Гидроксиапатит — минерал на основе кальция и фосфатов, основной компонент костей и зубов. Искусственный аналог используют в медицине для имплантов, так как организм не отторгает его.

Обычно моча вредит экосистемам, насыщая водоемы азотом и фосфором. Но теперь ее можно перерабатывать в минерал, который к 2030 году будет стоить больше 3,5 млрд долларов.

Результаты опубликованы в издании Nature Communications.

Как это работает

Ученые создали искусственные дрожжевые клетки — «остеодрожжи». Они копируют работу остеобластов — клеток, которые у млекопитающих производят гидроксиапатит.

Но в отличие от природных аналогов, дрожжи дешевы и легко масштабируются.

• Процесс: Дрожжи расщепляют мочевину, повышают pH среды, захватывают кальций и фосфаты, а затем выделяют кристаллы гидроксиапатита.
• Эффективность: Из литра мочи получается до 1 грамма материала.
• Преимущества: Быстро (менее суток), не требует сложного оборудования, подходит для развивающихся стран.

Мы убиваем двух зайцев, — говорит Дэвид Кисайлус, соавтор исследования. — Снижаем загрязнение воды и создаем коммерчески выгодный продукт.

Гидроксиапатит прочнее многих пластиков, а главное — разлагается без вреда для природы. Ученые уже экспериментируют с 3D-печатью на его основе и ищут способы применять технологию в энергетике.

Польза исследования

• Экология: Снижение нагрузки на очистные сооружения и водоемы.
• Экономика: Дешевое сырье (моча) + дорогой продукт (гидроксиапатит).
• Медицина: Биосовместимый материал для имплантов без риска отторжения.
• Устойчивость: Альтернатива пластику, особенно в странах с ограниченными ресурсами.

Пока неясно, как технология поведет себя в промышленных масштабах:

• Будет ли хватать сырья (сбор мочи требует инфраструктуры)?
• Как повлияют примеси в моче (лекарства, токсины) на качество продукта?
• Конкуренция с традиционными методами синтеза гидроксиапатита.

Ранее ученые создали сорбент для очистки сточных вод от антибиотиков.