¿Tu futura ropa estará hecha de algas? – Ciencia diaria

Por primera vez, un equipo internacional de investigadores de la Universidad de Rochester y la Universidad Tecnológica de Delft en los Países Bajos utilizó impresoras 3D y una nueva técnica de bioimpresión para imprimir las algas en materiales fotosintéticos vivos, resistentes y resistentes. El material tiene una variedad de aplicaciones en las industrias energética, médica y de la moda. La investigación se publica en la revista Materiales funcionales avanzados.

«La impresión tridimensional es una tecnología poderosa para la fabricación de materiales funcionales vivos que tienen un enorme potencial en una amplia gama de aplicaciones ambientales y humanas». dice Srikkanth Balasubramanian, investigador asociado postdoctoral en Delft y primer autor del artículo. «Ofrecemos el primer ejemplo de un material fotosintético diseñado que es lo suficientemente robusto físicamente para ser utilizado en aplicaciones del mundo real».

CÓMO CONSTRUIR NUEVOS MATERIALES: COMPONENTES VIVOS Y NO VIVOS

Para crear los materiales fotosintéticos, los investigadores comenzaron con celulosa bacteriana muerta, un compuesto orgánico que es producido y excretado por bacterias. La celulosa bacteriana tiene muchas propiedades mecánicas únicas, incluida su flexibilidad, dureza, resistencia y la capacidad de mantener su forma, incluso si se retuerce, aplasta o deforma físicamente.

La celulosa bacteriana es como el papel de una impresora, mientras que las microalgas vivas actúan como tinta. Los investigadores utilizaron una impresora 3D para depositar algas vivas en la celulosa bacteriana.

La combinación de componentes vivos (microalgas) y no vivos (celulosa bacteriana) ha producido un material único que tiene la calidad fotosintética de las algas y la robustez de la celulosa bacteriana; el material es resistente y resistente pero también ecológico, biodegradable y sencillo y escalable de producir. La naturaleza vegetal del material significa que puede usar la fotosíntesis para «alimentarse» por sí solo durante períodos de muchas semanas, y también es capaz de ser regenerado: una pequeña muestra del material se puede cultivar en el sitio para producir más materiales.

HOJAS ARTIFICIALES, PIELES FOTOSINTÉTICAS Y BIO-PRENDAS

Las características únicas del material lo convierten en un candidato ideal para una variedad de aplicaciones, incluidos nuevos productos como hojas artificiales, cueros fotosintéticos o ropa biológica fotosintética.

Las hojas artificiales son materiales que imitan las hojas reales, ya que utilizan la luz solar para convertir el agua y el dióxido de carbono, un factor importante en el cambio climático, en oxígeno y energía, al igual que las hojas durante la fotosíntesis. Las hojas almacenan energía en forma química en forma de azúcares, que luego pueden convertirse en combustibles. Por lo tanto, las hojas artificiales ofrecen una forma de producir energía sostenible en lugares donde las plantas no crecen bien, incluidas las colonias en el espacio exterior. Las hojas artificiales producidas por los investigadores de Delft y Rochester también están hechas de materiales ecológicos, a diferencia de la mayoría de las tecnologías de hojas artificiales actualmente en producción, que se producen mediante métodos químicos tóxicos.

«Para las hojas artificiales, nuestros materiales son como tomar las ‘mejores partes’ de las plantas, las hojas, que pueden crear energía sostenible, sin tener que utilizar recursos para producir partes de las plantas, los tallos y las raíces, que necesitan recursos. t producir energía ”, dice Anne S. Meyer, profesora asociada de biología en Rochester. «Estamos fabricando un material que se centra únicamente en la producción de energía sostenible».

Otra aplicación del material serían las pieles fotosintéticas, que podrían usarse para injertos de piel, dice Meyer. «El oxígeno generado ayudaría a impulsar la curación del área dañada, o podría realizar la curación de heridas activada por luz».

Además de ofrecer energía sostenible y atención médica, los materiales también podrían cambiar la industria de la moda. Las prendas biológicas a base de algas abordarían algunos de los efectos ambientales negativos de la industria textil actual, ya que serían telas de alta calidad que se producirían de manera sostenible y completamente biodegradables. También trabajarían para purificar el aire al eliminar el dióxido de carbono mediante la fotosíntesis y no necesitarían lavarse con tanta frecuencia como la ropa convencional, lo que reduciría el consumo de agua.

«Nuestros materiales vivos son prometedores porque pueden sobrevivir durante varios días sin acceso a agua o nutrientes, y el material en sí puede usarse como semilla para cultivar nuevos materiales vivos», dice Marie-Eve Aubin-Tam, profesora asociada de bionanociencia en Porcelana de Delft. «Esto abre la puerta a aplicaciones en áreas remotas, incluso en el espacio, donde el material se puede sembrar en el sitio».