本报讯(记者冯丽妃)香港科技大学副教授仇霁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。相关研究近日发表于Chem Circularity。
“我的灵感来源于冷冻干燥水果会变硬。”仇霁申说,“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,我想能否利用这一点来制造一些材料。”
为了制备可打印材料,研究人员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黏附性蛋白质的酵母,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,抗压强度为10至12兆帕,可与低标号混凝土相媲美。
这种基于生物的材料目前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。研究人员估计,若要开展有意义的现场工程,可能需要从地球运送数百吨货物。
相关论文信息:https://doi.org/10.1016/j.checir.2026.100120
《中国科学报》 (2026-09-30 第4版 综合)