2026年9月15日，来自香港科技大学的科学家们研发出一种可用于火星的3D打印建筑材料。这种材料利用火星土壤，并借助经过基因改造的酵母菌（特性类似于贻贝胶）将土壤粘合在一起。这款新型材料由香港科技大学土木工程学院邱继申教授团队研发，抗压强度已达到轻质混凝土的水平。研究人员表示，这一强度阈值使其适用于在火星上建造多层、完全可回收的建筑。
相关研究成果以题为“Engineered living buildingmaterial for low-energy construction on Mars”的论文发表在《化学循环》（Chem Circularity）期刊上。
论文链接：https://doi.org/10.1016/j.checir.2026.100120
外星建筑工地的三要素配方
这种复合材料由三种成分构成，每种成分的选择都是为了解决远离地球建造过程中遇到的不同问题。其主要材料是火星风化层，即覆盖在火星表面的松散尘埃、沙砾、卵石和岩石碎片层，它无需从地球运输即可提供所需的体积和质量。
△多层膜结构（MLBM）的概念设计和实验室制造。图片来自香港科技大学。
用于粘合风化层的是一种经过特殊改造的酵母菌株，这种酵母菌株经过基因改造，能够产生类似贻贝用来附着在岩石上的天然胶状物的粘合蛋白。明胶则作为混合物的一部分，它既是结构粘合剂，又是营养来源，能够维持酵母在加工过程中的活性。
研究团队还将火星上最大的挑战之一——极寒——转化为优势。香港科技大学的这项技术并非对抗低温，而是作为天然的冷冻干燥机。打印过程在低温和低气压下进行，这种条件下混合物中的冰会直接升华成蒸汽，而不是融化。升华过程会留下坚固轻盈的泡沫材料，同时避免了打印机熔化矿物所需的能源消耗。在模拟条件下进行测试时，所得材料的抗压强度与轻质混凝土相当，为研究人员提供了一个基准，用于衡量以此方式建造的多层火星栖息地能够承受的强度。
这种方法并非没有悬而未决的问题。研究人员自己也指出了两个主要风险：一是人工改造的微生物能否在火星恶劣的环境中长期存活；二是整个系统在多大程度上仍然依赖于从地球运送的材料和技术，而不是在到达火星后能够完全自给自足。
△在模拟火星寒冷/低压条件下对MLBM进行可打印性测试。图片来自香港科技大学。
无需从地球运输即可在外星建造房屋
邱教授团队正在努力弥补的核心差距是摆脱对来自其他星球材料的依赖。每一公斤运往火星的建筑材料都耗资巨大，因此酵母-风化层配方的核心逻辑就是将这一限制转化为设计要点：利用火星上已有的材料进行建造，使用目的地特有的能源，并保持系统的生物特性使其能够自我复制，而无需后续补给。
△这种生物建筑材料可在模拟火星环境（-30°C 和 0.01 atm）下进行3D 打印（左图）；显微图像显示了复合材料的多孔结构，其中聚合物和工程酵母以黄色突出显示（右图）
这种策略，即使用本地低能耗的废弃物衍生材料代替进口材料，已经在陆地建筑领域得到应用。都柏林圣三一学院的工程师们利用3D打印技术，制造出了他们所称的爱尔兰首个无水泥地聚合物。这种红棕色材料主要由工业废料制成，完全无需使用波特兰水泥。据研发团队初步估算，与标准混凝土相比，它能大幅降低隐含碳排放。这与香港科技大学的做法如出一辙：两者都用丰富的、现场已有的材料替代了高能耗的进口材料。
更接近的例子是ICON公司为NASA的CHAPEA模拟任务3D打印的火星沙丘阿尔法（Mars Dune Alpha）。这是一个1700平方英尺的居住舱，由ICON公司的Vulcan 3D打印机制造。虽然它是在地球上建造的，而非使用真正的火星土壤，但这一设计旨在模拟在火星基地内生活的生理和心理体验。如今，它已成为NASA基础设施建设项目“奥林匹斯计划”（Project Olympus）的一部分，为未来如何打印真正的地外居住舱提供了宝贵的经验。
无论目的地是火星还是爱尔兰，方向都是一样的：在当地生产自己的材料，缩短生产线回流到工厂或发射台。
来源：南极熊
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