酵母打印火星房屋

火星是個不適合蓋房子的地方。那里極度寒冷，飽受輻射侵襲，且近乎真空。更不用說，即便是建造一座簡陋的庇護所，其建筑材料也可能需要在太空中飛行數月，才能用得上。

但并非必須如此。香港科技大學副教授仇霽申與合作者開發出一套配方，未來或可用于在火星上3D打印房屋。該配方將火星巖石與地球上的明膠和酵母混合在一起。干燥硬化后，這種“活體”建筑材料強度堪比低標號混凝土，且可被分解、回收并重新混合，用于新的建造工程。相關研究9月10日發表于化學和可持續發展期刊Chem Circularity。

“我的靈感來源于冷凍干燥水果會變硬的現象。”仇霽申說，“火星上極低的溫度和壓力創造了類似冷凍干燥的條件。于是我問自己：能否利用這一點來制造一些材料？”

為了制備可打印材料，仇霽申和團隊需要精確調配沙子與膠水的比例；其中膠水由明膠和一種特殊酵母制成。研究團隊設計了表面包覆高粘附性蛋白質的酵母，這些蛋白質包括貽貝用于附著在巖石上的蛋白質。明膠將各組分緊密結合在一起，并為細胞生長提供了空間，而沙子則賦予材料質量與結構。

隨后，團隊在模擬火星條件下對該材料進行了測試。一旦混合物通過噴嘴，極低的溫度和低壓會使其凍干：水結冰后直接從固態升華為氣態，留下微小的孔隙。最終產物類似泡沫，輕盈且多孔。目前，這些打印出的結構是類似葡萄酒軟木塞大小的穹頂，高45毫米，寬30毫米。但材料本身十分堅固——其抗壓強度為10至12兆帕，可與低標號混凝土相媲美。

“這種材料的強度足以在地球上建造一座一至兩層的建筑，而地球的重力是火星的3倍。”仇霽申說，“所以，用這種材料在火星上建造多層建筑應該很容易。”

許多建造外星城市的提案涉及將火星巖石或月球塵埃加熱并熔化成磚塊和梁材。但這需要大量能源。而基于生物學的材料不僅通過完全不同的制造方式節省了熱能，還可能支持火星上的循環經濟。定居者可以從拆解的結構中回收酵母，并在生物反應器中重新培養它。“只要還有一株酵母存活，就能重新培育它們。”仇霽申說。

迄今為止，這種基于生物的材料僅在地球上進行了測試。研究團隊尚不清楚這些酵母能否在真實的火星環境中存活。盡管用量已有所減少，但這種活體建筑材料仍然依賴地球原料，其成功與否將取決于火箭技術的進步。仇霽申估計，若要開展有意義的現場工程，可能需要從地球運送數百噸的貨物。

“我時常自問：是否存在某種物理定律或基本機制，阻礙我們實現這一目標？”仇霽申表示，“就目前而言，我并未發現這樣的限制。我們有信心將其規模化。倘若未來火星工程所用的材料不如地球工程那樣多樣化，那才會令我感到意外——而生物學必將為此作出重要貢獻。”

相關論文信息：

http://doi.org/10.1016/j.checir.2026.100120