Bactérias e areia fazem tijolos vivos - que se reproduzem

Redação do Site Inovação Tecnológica

A equipe fabricou tijolos vivos em vários formatos - e todos crescem quando cortados, formando novos tijolos.
[Imagem: CEAS/Colorado University]

Tijolos vivos

Novos materiais de construção vivos, que podem crescer e se multiplicar, podem não apenas representar uma revolução no campo dos materiais de construção, como também ajudar a reduzir as emissões de gases de efeito estufa no futuro.

Chelsea Heveran e seus colegas da Universidade do Colorado, nos EUA, desenvolveram uma técnica que combina areia e bactérias para criar um material vivo que possui uma função estrutural, sem perder suas funções biológicas, como a capacidade de reprodução.

Heveran criou um suporte de areia e hidrogel para as bactérias crescerem. O hidrogel retém a umidade e os nutrientes para que as bactérias proliferem e mineralizem, um processo semelhante à formação de conchas do mar. Combinando os três, a equipe criou um material vivo "verde" que demonstra resistência estrutural semelhante à da argamassa à base de cimento.

"Usamos cianobactérias fotossintéticas para biomineralizar o suporte, então é realmente verde. Parece um material do tipo Frankenstein. É exatamente isso que estamos tentando criar - algo que permanece vivo," disse o professor Wil Srubar, coordenador da equipe.

Esquema do processo de "cultivo de tijolos".
[Imagem: Chelsea M. Heveran et al. - 10.1016/j.matt.2019.11.016]

Tijolo que se reproduz

O tijolo de hidrogel e areia não está apenas vivo - ele se reproduz.

Se você dividir o tijolo ao meio, as bactérias podem crescer e se transformar em dois tijolos completos com a ajuda de um pouco mais de areia, hidrogel e nutrientes.

Em vez de fabricar os tijolos um por um, a equipe demonstrou que um tijolo-pai pode reproduzir até oito tijolos-filhos após três gerações.

"O que realmente nos entusiasma é que isso desafia as formas convencionais pelas quais fabricamos materiais de construção estruturais," diz Srubar. "Isso realmente demonstra a capacidade de fabricação exponencial de material".

A equipe quer difundir o conceito de materiais de construção vivos.
[Imagem: Chelsea M. Heveran et al. - 10.1016/j.matt.2019.11.016]

Cultivando tijolos

O tijolo precisa ser completamente seco para atingir a capacidade estrutural máxima (maior resistência). É claro que a secagem estressa as bactérias e compromete sua viabilidade.

Para manter a função estrutural e garantir a sobrevivência microbiana, o conceito de umidade relativa ideal e condições de armazenamento é crítico.

Utilizando a umidade e a temperatura como interruptores físicos, os pesquisadores estabeleceram os parâmetros que permitem controlar quando as bactérias crescem e dão origem a novos tijolos, e quando o material permanece inativo para servir à sua função estrutural.

Você ainda não vai encontrar esses microrganismos que viram tijolos na casa de material de construção mais próxima da sua casa. Mas os pesquisadores afirmam que sua capacidade de manter suas bactérias vivas com uma alta taxa de sucesso mostra que os prédios vivos podem não estar muito longe no futuro.

"Esta é uma plataforma de materiais que prepara o terreno para novos materiais interessantes que podem ser projetados para interagir e responder aos seus ambientes," disse Srubar. "Estamos apenas tentando dar vida aos materiais de construção, e acho que esta é a pepita dessa coisa toda. Estamos apenas arranhando a superfície e lançando as bases de uma nova disciplina. O céu é o limite".

Bibliografia:

Artigo: Biomineralization and Successive Regeneration of Engineered Living Building Materials
Autores: Chelsea M. Heveran, Sarah L. Williams, Jishen Qiu, Juliana Artier, Mija H. Hubler, Sherri M. Cook, Jeffrey C. Cameron, Wil V. Srubar III
Revista: Matter
DOI: 10.1016/j.matt.2019.11.016