北京
如果人类有一天要在火星上建造家园，酵母可能是打包清单上最重要的一项。
如果人类有一天要在火星上建造家园，酵母可能是打包清单上最重要的一项。这是一项新研究得出的结论。研究人员在研究中公布了一种在红色星球上3D打印栖息地的新生物配方。
香港科技大学的研究人员开发出一种可打印的生物基建筑材料，专为在火星上建造而设计。
火星家园的生物“烘焙”配方
在火星上建造家园以极其困难著称。那里的大气近乎真空，辐射足以致命，温度会骤降到令人崩溃的低点。把钢铁或混凝土等沉重建筑材料运送穿越数百万英里深空，在经济上荒谬至极。
过去大多数提案建议用极高温把火星土壤熔成砖块。但这需要巨大能量——早期定居者将严重缺乏这种能量。
如今，土木工程师 Jishen Qiu 及其团队想知道，工程师们能否利用火星恶劣的气候，而不是对抗这颗行星极低的温度。
“我的灵感来自冻干水果会变得更硬，”资深作者 Qiu 说。
火星就像一个“天然冻干机”。零下温度和可忽略不计的大气压共同作用，使冰不经过融化就直接升华成蒸气。
Qiu 发明了一种可打印材料，用明胶和工程酵母组成的生物胶把沙子黏合在一起。团队用受海洋贻贝启发的黏性蛋白包裹酵母。明胶将混合物黏合在一起，并为生长中的细胞提供养分，而沙子则提供结构质量。
在模拟火星条件下打印时，寒冷的真空会立即将湿混合物冻干。冰直接变成蒸气，形成轻质多孔泡沫。
团队目前制作出大约酒瓶软木塞大小的小型测试穹顶。尽管尺寸迷你，这些结构的强度可与低等级混凝土媲美。测试显示，这种生物材料的抗压强度达到10至12兆帕。
“所以它实际上足够坚固，能在地球上建造一两层建筑，而地球重力是火星的三倍，”Qiu 说。“所以，在火星上，你大概可以轻松用这种材料建造多层建筑。”
仍需更多研究
大多数太空建造思路都利用熔化当地岩石制成砖块，这会消耗大量能源。这种生物方法无需高温加工，并创建了一个环保系统。
当建筑不再需要时，定居者可以将其拆解，收集活的酵母细胞，并在生物反应器内重新培养。
当然，挑战依然存在。科学家仍需证明酵母能在真实火星辐射和大气压力下存活。早期项目还需要从地球运送数百吨原材料，之后本地生产才能全面启动。然而，基础科学是可行的。
“我总是问自己：有没有任何物理定律或基本原理阻止我们这样做？”Qiu 说。“目前我看不到任何这样的定律或原理。我们有信心将其扩大规模。如果未来火星工程所用材料不像地球工程所用材料那样多样，我会感到惊讶——而生物学肯定会有所贡献。”
看来，生物学或许正是在地球之外生存的蓝图。酵母是一种单细胞真菌，而它的丝状真菌亲戚（蘑菇）则是 NASA 艾姆斯研究中心“地外菌丝建筑”（Mycotecture Off-Planet）项目的核心。科学家在火星土壤模拟物和有机废弃物周围培育真菌根系网络（菌丝体）。经过烘烤和密封后，这些生长出来的结构会形成轻质、防火且能屏蔽辐射的建筑砌块。
这些发现于9月10日发表在《Chem Circularity》期刊上。
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