面向火星建造的工程化活性材料设计

作为地外探索的下一步，全国许多工程师和科学家表达了实现多行星人类生活（包括殖民火星）的浓厚兴趣。本研究提出，火星上的建筑可以通过一种合成地衣系统实现，该系统由固氮蓝藻和丝状真菌组成，能产生丰富的生物矿物和生物聚合物，将火星风化层粘结成坚固的建筑砌块。这些自生长的建筑砌块可以组装成多种结构。固氮蓝藻将：1）从大气中固定二氧化碳和氮气，并将其转化为氧气以及有机碳源和氮源，以支持丝状真菌；2）由于光合作用活动，产生高浓度的碳酸根离子。丝状真菌将：1）将金属离子结合到真菌细胞壁上，并作为成核位点促进生物矿物沉淀；2）通过为蓝藻提供水、矿物质、额外的二氧化碳和保护，帮助其生存和生长。本报告展示了该项目的主要进展。已经测试并证实，可以创建这种共培养系统，并且它们仅依靠火星风化岩模拟物、空气、光照和无机液体培养基，无需任何额外的碳源或氮源，就能生长得很好。由于相互作用，这种共培养系统中的蓝藻和真菌生长显著优于其纯培养生长。沉淀晶体的数量和形态因培养条件的不同而显著变化。