p Materiais vivos, que são feitos ao alojar células biológicas dentro de uma matriz não viva, ganharam popularidade nos últimos anos, à medida que os cientistas reconhecem que muitas vezes os materiais mais robustos são aqueles que imitam a natureza. p Pela primeira vez, uma equipe internacional de pesquisadores da Universidade de Rochester e da Delft University of Technology, na Holanda, usou impressoras 3D e uma nova técnica de bioimpressão para imprimir algas em vida, materiais fotossintéticos que são resistentes e resilientes. O material tem uma variedade de aplicações na área de energia, médico, e setores de moda. A pesquisa está publicada na revista. Materiais Funcionais Avançados .

p "A impressão tridimensional é uma tecnologia poderosa para a fabricação de materiais vivos e funcionais que têm um enorme potencial em uma ampla gama de aplicações ambientais e humanas." diz Srikkanth Balasubramanian, um associado de pesquisa de pós-doutorado em Delft e o primeiro autor do artigo. "Fornecemos o primeiro exemplo de um material fotossintético projetado que é fisicamente robusto o suficiente para ser implantado em aplicações da vida real."

p Como construir novos materiais:componentes vivos e não vivos

p Para criar os materiais fotossintéticos, os pesquisadores começaram com uma celulose bacteriana não viva - um composto orgânico que é produzido e excretado pelas bactérias. A celulose bacteriana tem muitas propriedades mecânicas exclusivas, incluindo sua flexibilidade, dureza, força, e capacidade de manter sua forma, mesmo quando torcido, esmagado, ou de outra forma fisicamente distorcida.

p A celulose bacteriana é como o papel de uma impressora, enquanto as microalgas vivas atuam como a tinta. Os pesquisadores usaram uma impressora 3D para depositar algas vivas na celulose bacteriana.

p A combinação de componentes vivos (microalgas) e não vivos (celulose bacteriana) resultou em um material único que possui a qualidade fotossintética das algas e a robustez da celulose bacteriana; o material é resistente e resiliente ao mesmo tempo que ecológico, biodegradável, e simples e escalonável de produzir. A natureza vegetal do material significa que ele pode usar a fotossíntese para "alimentar-se" por períodos de muitas semanas, e também pode ser regenerado - uma pequena amostra do material pode ser cultivada no local para fazer mais materiais.

p Folhas artificiais, peles fotossintéticas, e bio-vestimentas

p As características únicas do material o tornam um candidato ideal para uma variedade de aplicações, incluindo novos produtos, como folhas artificiais, peles fotossintéticas, ou bio-vestimentas fotossintéticas.

p As folhas artificiais são materiais que imitam as folhas reais, pois usam a luz do sol para converter água e dióxido de carbono - um dos principais impulsionadores da mudança climática - em oxigênio e energia, muito parecido com as folhas durante a fotossíntese. As folhas armazenam energia na forma química como açúcares, que podem então ser convertidos em combustíveis. As folhas artificiais, portanto, oferecem uma maneira de produzir energia sustentável em lugares onde as plantas não crescem bem, incluindo colônias do espaço sideral. As folhas artificiais produzidas pelos pesquisadores em Delft e Rochester são também feitas de materiais ecológicos, em contraste com a maioria das tecnologias de folhas artificiais atualmente em produção, que são produzidos usando métodos químicos tóxicos.

p "Para folhas artificiais, nossos materiais são como pegar as 'melhores partes' das plantas - as folhas - que podem criar energia sustentável, sem precisar usar recursos para produzir partes de plantas - os caules e as raízes - que precisam de recursos, mas não produzem energia, "diz Anne S. Meyer, professor associado de biologia em Rochester. “Estamos fazendo um material que tem como foco apenas a produção sustentável de energia”.

p Outra aplicação do material seria peles fotossintéticas, que poderia ser usado para enxertos de pele, Meyer diz. "O oxigênio gerado ajudaria a iniciar a cura da área danificada, ou pode ser capaz de realizar a cura de feridas ativada por luz. "

p Além de oferecer energia sustentável e tratamentos médicos, os materiais também podem mudar o setor da moda. As bio-vestimentas feitas de algas abordariam alguns dos efeitos ambientais negativos da atual indústria têxtil, pois seriam tecidos de alta qualidade, produzidos de forma sustentável e totalmente biodegradáveis. Eles também trabalhariam para purificar o ar removendo o dióxido de carbono por meio da fotossíntese e não precisariam ser lavados com tanta frequência quanto as roupas convencionais, reduzindo o uso de água.

p "Nossos materiais vivos são promissores porque podem sobreviver por vários dias sem água ou acesso a nutrientes, e o próprio material pode ser usado como uma semente para cultivar novos materiais vivos, "diz Marie-Eve Aubin-Tam, professor associado de bionanociência em Delft. "Isso abre a porta para aplicativos em áreas remotas, mesmo no espaço, onde o material pode ser semeado no local. "