Os materiais de construção vivos podem ser esculpidos em uma variedade de formas e tamanhos. Crédito:CU Boulder College of Engineering &Applied Science
Os pesquisadores da Universidade do Colorado em Boulder desenvolveram uma nova abordagem para projetar edifícios mais sustentáveis com a ajuda de alguns dos menores empreiteiros que existem.
Em um estudo que aparecerá em 15 de janeiro na revista Matéria , o engenheiro Wil Srubar e seus colegas descrevem sua estratégia para usar bactérias para desenvolver materiais de construção que vivem e se multiplicam e podem fornecer uma pegada de carbono menor, para arrancar.
“Já usamos materiais biológicos em nossas edificações, como madeira, mas esses materiais não estão mais vivos ", disse Srubar, um professor assistente no Departamento de Civil, Engenharia Ambiental e Arquitetônica (CEAE). "Estamos perguntando:por que não podemos mantê-los vivos e fazer com que a biologia faça algo benéfico, também?"
Você não pode comprar esses microorganismos transformados em tijolos em seu Home Depot local ainda. Mas os pesquisadores dizem que sua capacidade de manter suas bactérias vivas com uma alta taxa de sucesso mostra que edifícios vivos podem não estar muito distantes no futuro.
Essas estruturas poderiam, um dia, curar suas próprias rachaduras, sugar toxinas perigosas do ar ou mesmo brilhar sob comando.
“O céu é o limite da nossa criatividade, "Srubar disse.
O mesmo pode não ser verdade para os materiais de construção mais semelhantes a cadáveres, que, segundo ele, pode ser caro e poluente de fabricar:fabricar apenas o cimento e o concreto necessários para as estradas, pontes, arranha-céus e outras estruturas geram quase 6% das emissões anuais de dióxido de carbono do mundo.
Solução de Srubar:contrate algumas bactérias.
Em particular, ele e seus colegas fizeram experiências com cianobactérias pertencentes ao gênero Synechococcus. Sob as condições certas, esses micróbios verdes absorvem o gás dióxido de carbono para ajudá-los a crescer e produzir carbonato de cálcio - o principal ingrediente do calcário e, acontece que, cimento.
Para iniciar o processo de fabricação, os pesquisadores inoculam colônias de cianobactérias em uma solução de areia e gelatina. Com os ajustes certos, o carbonato de cálcio produzido pelos micróbios mineraliza a gelatina que liga a areia - e, presto, um tijolo.
"É muito parecido com fazer arroz crocante, onde você endurece o marshmallow adicionando pedacinhos de partículas duras, "Srubar disse.
Esses blocos, incorporando bactérias, são resistentes e podem até se multiplicar, semelhantes aos micróbios em uma placa de Petri. Crédito:CU Boulder College of Engineering &Applied Science
Como um bônus adicional, esses tijolos removeriam realmente o dióxido de carbono do ar, não bombeie de volta.
Eles são duráveis, também. No novo estudo, a equipe descobriu que sob uma variedade de condições de umidade, eles têm quase a mesma resistência que a argamassa usada pelos empreiteiros hoje.
"Você pode pisar nele, e não vai quebrar, " ele disse.
Os pesquisadores também descobriram que podiam fazer seu material se reproduzir. Pique um desses tijolos ao meio, e cada metade é capaz de se transformar em um novo tijolo.
Cianobactérias fotossintéticas verdes crescendo e mineralizando na estrutura de hidrogel de areia. O material vivo tem resistência semelhante à argamassa à base de cimento. Crédito:Faculdade de Engenharia e Ciências Aplicadas da Colorado University Boulder
Esses novos tijolos são resilientes:de acordo com os cálculos do grupo, aproximadamente 9-14% das colônias bacterianas em seus materiais ainda estavam vivas após 30 dias e três gerações diferentes na forma de tijolo. Bactérias adicionadas ao concreto para desenvolver materiais de autocura, em contraste, tendem a ter taxas de sobrevivência de menos de 1%.
"Sabemos que as bactérias crescem a uma taxa exponencial, "Srubar disse." Isso é diferente de como nós, dizer, 3-D-imprima um bloco ou lance um tijolo. Se pudermos fazer crescer nossos materiais biologicamente, então podemos fabricar em escala exponencial. "
Ele observa que há muito trabalho a ser feito antes que isso aconteça. As cianobactérias da equipe, por exemplo, precisam de condições úmidas para sobreviver - algo que não é possível nas regiões mais áridas do mundo. Portanto, ele e sua equipe estão trabalhando para criar micróbios mais resistentes à secagem, para que permaneçam vivos e funcionais.
Mas as possibilidades são grandes. Srubar imagina um futuro no qual os fornecedores poderiam enviar sacos cheios de ingredientes dessecados para fazer materiais de construção vivos. Apenas adicione água, e as pessoas no local poderiam começar a crescer e moldar suas próprias casas microbianas.
"A natureza descobriu como fazer muitas coisas de uma forma inteligente e eficiente, "Srubar disse." Só precisamos prestar mais atenção. "
