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        长期以来，《居住在火星》一直是一个由科幻小说推动的未来主义幻想。 然而，过去半个世纪在我们邻近的星球上成功登陆，使这个看似牵强附会的想法变得越来越合理。

         但先不要开始打包。 首先，我们必须弄清楚如何在距离地球数百万英里的地方建造结构。 将携带大量建筑材料有效载荷的火箭送入太空既不切实际，也不经济。 那么，我们如何利用已经存在的资源来到红色星球，建造您的梦想家园？

         进入德克萨斯 A&M 大学的博士。 Congrui Grace Jin 与可能的答案。

         Jin 和她来自内布拉斯加大学林肯分校的同事多年来一直致力于生物制造工程生物材料，并开发了一种合成地衣系统，可以在没有外部干预的情况下形成建筑材料。 他们的最新研究由 NASA 创新高级概念计划资助，最近发表在制造科学与工程，将这项研究应用于火星上的结构自主建造，利用火星的风化层，包括灰尘、沙子和岩石。

         这一进步有可能彻底改变外星建筑，使结构能够在资源最苛刻的环境中建造。

        “我们可以通过模仿天然地衣来建立一个合成群落，”Jin 解释说。 “我们开发了一种构建合成地衣来制造生物材料，将火星风化层颗粒粘合到结构中。 然后，通过 3D 打印，可以制造出各种结构，例如建筑物、房屋和家具。

         其他人研究了多种粘合火星风化层颗粒的方法，包括镁基、硫基和地质聚合物制造。 然而，所有方法都需要大量的人工协助，因此在火星上明显缺乏人力的情况下是不可行的。

         另一个方法一直是微生物介导的自我生长技术。 已经开发了各种设计，例如细菌生物矿化以将沙粒结合到砖石中，尿道溶解细菌以促进碳酸钙的产生以制造砖块，以及 NASA 探索使用真菌菌丝体作为粘合剂。

         尽管微生物介导的自生长技术非常有前途，但目前的做法并不是完全自主的，因为使用的微生物仅限于单一物种或菌株，因此它们的生存能力需要持续的营养供应，这意味着需要外部干预。 同样，火星上缺乏人力使这变得具有挑战性。

         为了解决这个问题，Jin 的团队利用多个物种的优势设计了一个合成群落，开发了一种完全自主的自生技术。 该系统消除了对外部营养供应的需求。

         设计使用异养丝状真菌作为粘合材料生产商，因为它们可以促进大量的生物矿物质，并且比异养细菌更好地在恶劣条件下生存。 这些真菌与光合自养重氮营养蓝细菌配对，形成合成地衣系统。

         它是如何工作的？ 固氮营养蓝藻固定大气中的二氧化碳和二氮，并将它们转化为氧气和有机营养物质，以帮助丝状真菌的生存和生长，并增加通过光合作用活动浓缩碳酸根离子。 丝状真菌将金属离子结合到真菌细胞壁上，作为生物矿物质生产的成核位点，并通过为蓝藻提供水、矿物质和二氧化碳来促进蓝藻的生长。 这两种成分都分泌生物聚合物，增强火星风化层和沉淀颗粒之间的粘附力和内聚力，从而形成一个凝固的身体。

         该系统仅使用火星风化层模拟物生长，空气、光和无机液体介质。 换句话说，不需要人力。

         “这种自我生长的技术在实现长期外星探索和殖民方面的潜力是巨大的，”Jin 说。

         该项目的下一步已经在进行中，是使用直接墨水书写的 3D 打印技术创建风化层墨水来打印生物结构。

         Jin 是德克萨斯 A&M 大学工程技术和工业分销系。 她在内布拉斯加大学林肯分校的研究人员是 Dr. 理查德·威尔逊、妮莎·罗卡亚和艾琳·卡尔。 阅读团队的相关研究。

         这项研究的资金由德克萨斯 A&M 工程实验站 （TEES） 管理，该站是德克萨斯 A&M 工程的官方研究机构。