Un equipo de científicos ha desarrollado un material con bacterias fotosintéticas que convierten el dióxido de carbono (CO2) en un esqueleto mineral. El material se endurece con el tiempo, por lo que podría utilizarse en la construcción, según afirman.

Científicos suizos han creado un nuevo material “vivo” que contiene algas azul-verdes y que, según afirman, podría utilizarse algún día en edificios para combatir el cambio climático.

Gracias a las algas azul-verdes, o cianobacterias, el nuevo material es fotosintético. Esto significa que puede convertir químicamente el dióxido de carbono (CO2), la luz solar y el agua en oxígeno y azúcares, que favorecen el crecimiento.

En presencia de ciertos nutrientes, el material también puede convertir el CO2 en minerales carbonatados sólidos, como la piedra caliza, según afirman los investigadores en un nuevo estudio publicado el 23 de abril en la revista Nature Communications. Con el tiempo, estos minerales forman una robusta red dentro del material que lo refuerza y almacena el carbono de una forma más estable que la fotosíntesis.

Estructura reticular impresa en 3D. Crédito de imagen: Yifan Cui y Dalia Dranseike / ETH Zurich

Mark Tibbitt, profesor asociado de ingeniería macromolecular en el Swiss Federal Institute of Technology (ETH) de Zúrich, dijo en un comunicado:

“El material puede almacenar carbono no solo en biomasa, sino también en forma de minerales, una propiedad especial de estas cianobacterias. Como material de construcción, podría ayudar a almacenar CO2 directamente en los edificios en el futuro”.

Sin la capacidad de secuestrar carbono en forma mineral, el nuevo material sería blando y gelatinoso. Sin embargo, al producir un esqueleto mineral con CO2 y nutrientes, el material mejora gradualmente su propia resistencia mecánica, lo que lo convierte en un buen candidato para la construcción, según el estudio.

Material capturó CO2 durante cientos de días

Los investigadores sugieren que el material podría utilizarse algún día como revestimiento de las fachadas de los edificios para absorber el CO2 directamente de la atmósfera. En el estudio, el material capturó CO2 de forma continua durante 400 días consecutivos, almacenando aproximadamente 26 miligramos de CO2 por gramo de material en forma de precipitados de carbonato. Esta tasa es muy eficiente y significativamente superior a otras formas de secuestro biológico de CO2, según los investigadores.

CO2 mineralizado de una estructura reticular viva. Crédito de imagen: Yifan Cui y Dalia Dranseike / ETH Zurich

El color verde cada vez más intenso del material es una prueba de que almacena CO2 en forma de biomasa. Sin embargo, las cianobacterias solo pueden crecer hasta cierto punto y, según el estudio, la velocidad a la que se almacenaba el carbono dentro de las células bacterianas se estabilizó después de unos 30 días. Esto significa que la captura de carbono en forma de biomasa disminuye más allá de este plazo, pero no se detiene.

La base del nuevo material es un hidrogel imprimible en 3D, un gel con un alto contenido en agua formado por moléculas entrecruzadas. Los investigadores seleccionaron un hidrogel poroso y cultivaron cianobacterias en su interior, asegurándose de que penetrara suficiente luz, agua y CO2 para que llegaran a las bacterias. A continuación, los científicos probaron diferentes formas de hidrogel para determinar la geometría más adecuada para la supervivencia de las cianobacterias.

Yifan Cui, estudiante de doctorado en ingeniería macromolecular en la ETH Zurich, dijo en un comunicado:

“Las cianobacterias se encuentran entre las formas de vida más antiguas del mundo. Son muy eficientes en la fotosíntesis y pueden utilizar incluso la luz más débil para producir biomasa a partir del CO2 y el agua”.

Material puede absorber decenas de kilogramos de CO2

En el estudio, los investigadores bañaron los hidrogeles en agua de mar artificial para suministrar los nutrientes necesarios para la precipitación mineral. Se necesita más investigación para determinar cómo se podrían inyectar esos nutrientes, que incluyen calcio y magnesio, en el material si se utilizara para recubrir un edificio.

Coral impreso, tras 20 días. Crédito de imagen: Yifan Cui & Dalia Dranseike / ETH Zurich

Mientras tanto, los investigadores están ideando diferentes formas que podría adoptar el material. En una exposición de arquitectura en Venecia, el equipo presentó su material en forma de dos objetos similares a troncos de árbol que podían absorber hasta 18 kilogramos de CO2 al año, o lo mismo que un pino de 20 años, según el comunicado.

Según señalaron los investigadores en el estudio, podría ser posible modificar genéticamente las cianobacterias para aumentar su tasa de fotosíntesis antes de incorporarlas al material.

Tibbitt dijo:

“Consideramos que nuestro material vivo es un enfoque de bajo consumo energético y respetuoso con el medio ambiente que puede fijar el CO2 de la atmósfera y complementar los procesos químicos existentes para el secuestro de carbono”.

Los hallazgos de la investigación titulada “Dual carbon sequestration with photosynthetic living materials” han sido publicados en la revista Nature Communications.

[FT: ethz]

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Por: CodigoOculto.com