酵母打印火星房屋
酵母打印 火星房屋
火星是个不适合盖房子的地方。那里极度寒冷，饱受辐射侵袭，且近乎真空。更不用说，即便是建造一座简陋的庇护所，其建筑材料也可能需要在太空中飞行数月，才能用得上。
但并非必须如此。香港科技大学副教授仇霽申与合作者开发出一套配方，未来或可用于在火星上3D打印房屋。该配方将火星岩石与地球上的明胶和酵母混合在一起。干燥硬化后，这种“活体”建筑材料强度堪比低标号混凝土，且可被分解、回收并重新混合，用于新的建造工程。相关研究9月10日发表于化学和可持续发展期刊Chem Circularity。
“我的灵感来源于冷冻干燥水果会变硬的现象。”仇霽申说，“火星上极低的温度和压力创造了类似冷冻干燥的条件。于是我问自己：能否利用这一点来制造一些材料？”
为了制备可打印材料，仇霽申和团队需要精确调配沙子与胶水的比例；其中胶水由明胶和一种特殊酵母制成。研究团队设计了表面包覆高粘附性蛋白质的酵母，这些蛋白质包括贻贝用于附着在岩石上的蛋白质。明胶将各组分紧密结合在一起，并为细胞生长提供了空间，而沙子则赋予材料质量与结构。
随后，团队在模拟火星条件下对该材料进行了测试。一旦混合物通过喷嘴，极低的温度和低压会使其冻干：水结冰后直接从固态升华为气态，留下微小的孔隙。最终产物类似泡沫，轻盈且多孔。目前，这些打印出的结构是类似葡萄酒软木塞大小的穹顶，高45毫米，宽30毫米。但材料本身十分坚固——其抗压强度为10至12兆帕，可与低标号混凝土相媲美。
“这种材料的强度足以在地球上建造一座一至两层的建筑，而地球的重力是火星的3倍。”仇霽申说，“所以，用这种材料在火星上建造多层建筑应该很容易。”
许多建造外星城市的提案涉及将火星岩石或月球尘埃加热并熔化成砖块和梁材。但这需要大量能源。而基于生物学的材料不仅通过完全不同的制造方式节省了热能，还可能支持火星上的循环经济。定居者可以从拆解的结构中回收酵母，并在生物反应器中重新培养它。“只要还有一株酵母存活，就能重新培育它们。”仇霽申说。
迄今为止，这种基于生物的材料仅在地球上进行了测试。研究团队尚不清楚这些酵母能否在真实的火星环境中存活。尽管用量已有所减少，但这种活体建筑材料仍然依赖地球原料，其成功与否将取决于火箭技术的进步。仇霽申估计，若要开展有意义的现场工程，可能需要从地球运送数百吨的货物。
“我时常自问：是否存在某种物理定律或基本机制，阻碍我们实现这一目标？”仇霽申表示，“就目前而言，我并未发现这样的限制。我们有信心将其规模化。倘若未来火星工程所用的材料不如地球工程那样多样化，那才会令我感到意外——而生物学必将为此作出重要贡献。”
相关论文信息：
http://doi.org/10.1016/j.checir.2026.100120