No Instituto Federal de Tecnologia de Zurique (ETH Zurique), pesquisadores de diferentes disciplinas se unem em um projeto. O objetivo é combinar materiais convencionais com organismos vivos, como bactérias, algas e fungos, para que eles adquiram propriedades desses microrganismos. Uma das propriedades desejadas é a capacidade de capturar CO₂ do ambiente.
A equipe multidisciplinar, liderada por Mark Tibbitt, conseguiu incorporar de forma estável bactérias fotossintéticas (cianobactérias) em um gel que “serve como tinta” para impressoras 3D. Assim, criaram e desenvolveram um material que está vivo, cresce e remove ativamente carbono do ar. Os pesquisadores apresentaram recentemente seu “material vivo fotossintético” em um estudo publicado na revista Nature Communications.
Ou seja, não estamos falando bem de um “concreto”. Por isso, no título deixamos entre aspas. Ao longo de todo o estudo, os autores se referem à novidade como “material”.
Aqui, projetamos um material vivo fotossintético para sequestro duplo de CO₂ que alavanca a produção de biomassa e a formação de carbonato insolúvel por meio da precipitação de carbonato induzida por micróbios (MICP). Para isso, imobilizamos microrganismos fotossintéticos em uma rede polimérica imprimível.
Estudo publicado na Nature Communications
Característica principal: dupla captura de carbono
O material pode ser moldado por meio de impressão 3D e requer apenas luz solar, água do mar artificial com nutrientes disponíveis e CO₂ para crescer. Ele absorve CO₂ de duas maneiras:
- Por meio da biomassa: as cianobactérias realizam fotossíntese, fixando carbono.
- Na forma de minerais: as cianobactérias provocam a precipitação de carbonatos sólidos, como o calcário. Esses minerais representam um sumidouro adicional de carbono que armazenam CO₂ de forma mais estável.
Uma possível aplicação para esse material seria na construção civil. Ele poderia ajudar a construir edifícios que literalmente capturam CO₂ da atmosfera. Ainda há um longo caminho a percorrer, mas colegas da área de arquitetura já adotaram o conceito e realizaram interpretações experimentais iniciais.
No futuro, queremos investigar como o material pode ser usado como revestimento para fachadas de edifícios, a fim de capturar CO₂ durante todo o ciclo de vida de uma construção.
Mark Tibbitt
Como as cianobactérias sobrevivem?
Para que as cianobactérias permaneçam vivas e desempenhem suas funções, elas são depositadas em um habitat de hidrogel — um gel feito de polímeros entrelaçados com alto teor de água. Os polímeros utilizados permitem o transporte de luz, CO₂, água e nutrientes.
Os pesquisadores também otimizaram a geometria das estruturas usando processos de impressão 3D. O objetivo foi aumentar a área de superfície, melhorar a penetração da luz e promover o fluxo de nutrientes.
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“Material vivo fotossintético” em duas instalações
O material vivo desenvolvido pelos pesquisadores do ETH Zurique foi aplicado em duas instalações na Itália: a Bienal de Arquitetura de Veneza e a 24th Triennale di Milano.
A instalação Picoplanktonics, apresentada na Bienal de Arquitetura de Veneza, exibe estruturas semelhantes a troncos de árvores. O espaço foi projetado para manter as condições ideais de luz, umidade e calor. A instalação é monitorada e mantida diariamente pela equipe de pesquisadores, e continuará até o fim da exposição, em 23 de novembro. A obra está no Pavilhão do Canadá.
A instalação em Milão, chamada Dafne’s Skin, explora o potencial estético e funcional dos materiais vivos para futuros revestimentos de edifícios. É uma colaboração entre o MAEID Studio e Dalia Dranseike. Faz parte da exposição We the Bacteria: Notes Toward Biotic Architecture (“Nós, as Bactérias: Notas para uma Arquitetura Biótica”) e estará em exibição até 9 de novembro.
