小細菌，大作用，藍藻細菌改性巖石為3D打印火星建筑帶來無限可能

導讀：正如美國國家航空航天局所講的那樣，火星是一個能讓我們產(chǎn)生無限暢想的地方。近年來，人類太空探索的重點已經(jīng)從月球旅行轉向火星。太空競賽的最終目標之一就是移民到這顆紅色星球，而為了做到這一點，可居住的建筑物是必不可少的。

2022年12月22日，南極熊獲悉，為了能夠成功在火星上建設棲息地，來自加利福尼亞大學歐文分校的研究人員研究了藍藻細菌從智利阿塔卡馬沙漠的巖石中吸收營養(yǎng)的生化過程。他們發(fā)現(xiàn)這些細菌可以改變巖石的特性，并認為這個發(fā)現(xiàn)可以應用于類似惡劣環(huán)境中的3D打印建筑中，例如火星。

要了解有關這項實驗的更多信息，你可以點擊這里查看科學論文。論文相關鏈接：https://doi.org/10.1016/j.mtbio.2022.100493

研究人員使用高分辨率電子顯微鏡和先進的光譜成像技術進行了實驗，以了解微生物如何改變天然礦物和合成納米陶瓷。他們發(fā)現(xiàn)，藍細菌產(chǎn)生的生物膜可以改變天然材料的特性：它們可以溶解石膏巖內的磁性氧化鐵顆粒，隨后將磁鐵礦轉化為氧化赤鐵礦。它們這樣做是為了生產(chǎn)它們進行光合作用所需的礦物質，以便生存。當研究人員發(fā)現(xiàn)這一點時，他們想知道是否可以操縱這些自然過程來幫助人類在荒涼環(huán)境中生存。

△UCI 材料科學與工程教授David Kisailus。(圖片來源:Steve Zylius / UCI)

這可能意味著什么？

由于實驗表明，藍細菌可以用來改變天然材料和人工材料的特性，研究人員希望可以利用微生物改性巖石的天然過程。進而利用這些材料在惡劣的環(huán)境中，如在火星上，進行大規(guī)模的增材建造。UCI的材料科學和工程教授David Kisailus這樣解釋其重要性：“我稱它為'月球成型'，而不是地球成型。如果你想在月球上建造一些東西，與其花費高成本從地球運輸，倒不如讓機器人系統(tǒng)3D打印介質，然后讓微生物把它重新配置成有價值的東西。”

此外，他還表示："這是我們的生物仿生學和納米結構材料實驗室的主要主題。大自然經(jīng)過數(shù)億年的完善，為什么我們不能從中獲取智慧呢？我們只需搞清楚自然界中的秘密和運行機理，并應用或調整它們以滿足我們的需要。"

這并不是3D打印被考慮用于地球以外的建筑的第一個案例。就在今年，ICON公司獲得了美國宇航局5720萬美元的資金，用于研究具有足夠熱能、輻射和微隕石保護的宜居建筑的可能性。隨著研究轉向人類在月球上的長期存在和火星上的長途旅行，3D打印很可能將繼續(xù)在這些項目中發(fā)揮作用。

△在另一個地外棲息地的例子中，ICON公司得到了NASA的資助，以生產(chǎn)3D打印的月球建筑（圖片來源：ICON公司）