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Investigadores criam material vivo com algas

Vestuário, folhas artificiais e peles fotossintéticas são apenas algumas das aplicações de um novo material fotossintético, sustentável e fácil de produzir desenvolvido por investigadores com recurso a celulose bacteriana, microalgas e tecnologia de impressão tridimensional.

[©University of Rochester]

Investigadores da Universidade de Rochester, nos EUA, e da Universidade de Tecnologia de Delft, na Holanda, usaram impressoras 3D para criar um novo material, amigo do ambiente, fabricado a partir de algas, que tem aplicação não só no campo da energia e da medicina, mas também da moda e exploração do espaço.

Para criar estes materiais fotossintéticos, os investigadores começaram com uma celulose bacteriana não-viva – um composto orgânico que é produzido e excretado por bactérias. A celulose bacteriana tem muitas propriedades mecânicas relevantes, incluindo flexibilidade, resistência e capacidade de reter a forma, mesmo quando é torcida, esmagada ou fisicamente distorcida de qualquer outra maneira, apontam.

Depois usaram uma nova técnica de bioimpressão para estampar algas em materiais vivos fotossintéticos que são resistentes. A celulose bacteriana é como papel numa impressora, enquanto as microalgas vivas funcionam como tinta.

Anne S. Meyer [©University of Rochester]
«A impressão tridimensional mostrou ser uma tecnologia eficiente para produzir materiais vivos que têm muitos benefícios ambientais e não só», afirma Anne S. Meyer, professora associada de biologia de Rochester. «Os nossos materiais vivos fotossintéticos são um enorme passo em frente para esta área, uma vez que são o primeiro exemplo de um material fotossintético criado em laboratório que fisicamente é suficientemente robusto para ser usado em aplicações no mundo real», acrescenta.

A combinação de elementos vivos – as microalgas – com componentes não-vivos (a celulose bacteriana) resultou num material único que tem a qualidade fotossintética da alga e a resistência da celulose bacteriana, criando por isso um material que é resistente, mas também ecológico, biodegradável e simples de usar e de produzir. A natureza do mesmo, semelhante a uma planta, significa que pode usar a fotossíntese para se “alimentar” durante várias semanas e é igualmente capaz de se regenerar – uma pequena amostra do material pode ser cultivado no local para produzir mais material.

Na Terra e no espaço

Segundo os investigadores, as propriedades do material tornam-no ideal para diversas aplicações, incluindo novos produtos como folhas de plantas artificiais, peles fotossintéticas ou vestuário fotossintético.

Estes materiais podem mesmo, acreditam os investigadores, mudar a moda. O biovestuário obtido a partir de alga pode responder a alguns dos efeitos negativos da indústria têxtil, fornecendo ao mesmo tempo tecidos de elevada qualidade que podem ser produzidos de forma sustentável e são biodegradáveis. As peças de roupa resultantes podem ainda purificar o ar, ao remover o dióxido de carbono através da fotossíntese, e não necessitariam de ser lavadas tão frequentemente como o vestuário convencional, permitindo, assim, a poupança de água.

Já as folhas artificiais mimetizam as folhas de plantas naturais e usam a luz do sol para converter água e dióxido de carbono em oxigénio e energia. As folhas armazenam energia na forma química como açúcares, que podem depois ser convertidos em combustível. Como tal, oferecem uma forma de produzir energia sustentável em locais onde as plantas não crescem bem, incluindo, potencialmente, colónias no espaço sideral. As folhas artificiais produzidas por Meyer e pelos restantes colegas são igualmente feitas com materiais ecológicos, ao contrário de muitas das tecnologias existentes atualmente.

Elvin Karana [©Technology University of Delft]
«Para as folhas artificiais, os nossos materiais são como pegar nas melhores partes das plantas – as folhas –, que podem criar energia sustentável, sem necessidade de usar recursos para produzir partes de plantas – as raízes e caules –, que precisam de recursos mas não produzem energia», sustenta Anne S. Meyer. «Estamos a fabricar um material que está apenas focado na produção sustentável de energia», sublinha.

O material pode ainda ser usado em excertos de pele. «O oxigénio gerado pode ajudar a começar a recuperação da área afetada», indica a investigadora.

Além de serem produzidas de forma sustentável, as células vivas nos materiais podem ser usadas para responder ao ambiente, permitindo eventualmente o desenvolvimento de uma nova classe de materiais vivos fotossintéticos e responsivos.

«E se os nossos produtos do quotidiano estivessem vivos: pudessem sentir, crescer, adaptar-se e eventualmente morrer? Este projeto colaborativo e único mostra que esta questão está além do reino do design especulativo. Esperamos que o nosso trabalho espolete novas discussões entre as comunidades do design e da ciência e inspire novas direções para as investigações futuras de matérias vivos fotossintéticos», advoga Elvin Karana, investigadora da Faculdade de Engenharia de Design Industrial da Universidade de Tecnologia de Delft.