科学家成功在模拟火星环境下用生物塑料培育藻类

IT之家 7 月 21 日消息，哈佛大学的罗宾・沃兹沃斯（Robin Wordsworth）领导的研究团队成功在模拟火星环境的条件下，利用可生物降解的生物塑料设备培育出了藻类，这为长期太空殖民带来了新的希望。

随着人类对火星任务的兴趣不断增加，科学家们正致力于研究如何在太空中实现可持续生存，而无需持续依赖地球的补给。沃兹沃斯的团队通过实验表明，一种常见的绿藻 —— 杜氏盐藻（Dunaliella tertiolecta）不仅能够在模拟火星极端环境的生物塑料容器中存活，还能茁壮成长。

“如果栖息地由生物塑料构成，并且在其内部生长藻类，那么这些藻类可以产生更多的生物塑料，”沃兹沃斯在一份声明中表示，“于是你便开始拥有了一个能够自我维持甚至随着时间推移而不断增长的闭环系统。”

据IT之家了解，在实验室测试中，研究人员将杜氏盐藻培养在由聚乳酸制成的 3D 打印容器中。聚乳酸是一种源自天然资源的可生物降解塑料。该容器被设计成能够模拟火星稀薄且富含二氧化碳的大气环境，其表面压力不到地球的 1%。尽管面临如此极端的条件，藻类仍能够进行光合作用。

“我们已经证明，仅使用生物制造的材料，便能够在地外环境中维持适宜居住的条件，”研究人员在本月早些时候发表于《科学进展》杂志的论文中写道，“此报告的结果代表着向前迈出了重要一步，但要让强大的生态系统在地球之外长期维持，还需要采取许多额外步骤。”

沃兹沃斯及其团队认为，生物塑料容器的成功归功于其能够屏蔽有害紫外线，同时允许足够的光线穿透。尽管在如此低的压力下液态水通常无法存在，但团队在容器内创建了一个压力梯度，使液态水保持稳定，从而实现了生物活动。

科学家们指出，实验结果表明，生物塑料可能是建造火星及其他天体栖息地的可行材料。传统工业材料不仅运输成本高昂，而且在地球之外难以回收利用。相比之下，生物塑料有望通过生物过程在原地生产和再利用。

此次概念验证实验是基于沃兹沃斯团队早期的研究成果。他们曾证明，二氧化硅气凝胶能够复制地球的温室效应，以支持寒冷、低气压环境中的生命。通过将藻类容器用于生物塑料生产与气凝胶用于温度和压力调节相结合，研究人员表示，他们正在朝着实现自给自足的太空栖息地迈出实质性步伐。

接下来，该团队计划在与月球和深空任务相关的真空条件下测试他们的生物塑料系统。

“生物材料栖息地的概念从根本上令人感兴趣，它能够支持人类在太空中的生活，”沃兹沃斯在声明中说道，“随着这类技术的发展，它还将为地球上的可持续性技术带来衍生效益。”