Material de construção vivo faz fotossíntese e armazena carbono

Redação do Site Inovação Tecnológica - 25/06/2025

Objetos de grande formato feitos para uma exposição, usando as estruturas fotossintéticas desenvolvidas pela equipe - sim, eles estão vivos e se fortalecendo cada vez mais.
[Imagem: Valentina Mori/Biennale di Venezia]

Matéria viva

Uma equipe multidisciplinar do Instituto Federal Suíço de Tecnologia (ETH) vem trabalhando há anos para combinar materiais convencionais com bactérias, algas e fungos, um conceito conhecido como matéria viva.

O objetivo é criar materiais vivos que adquiram propriedades úteis graças ao metabolismo dos microrganismos, da capacidade de capturar CO₂ do ar por meio da fotossíntese até a construção de biofábricas vivas, nem que para isso seja necessário usar uma evolução forçada.

O último resultado alcançado pela equipe consiste na incorporação de bactérias fotossintéticas, conhecidas como cianobactérias, em um gel que pode ser usado como biotinta em uma impressora 3D. O resultado é um material que é vivo, cresce e ainda remove ativamente o gás carbônico do ar - um autêntico material fotossintético vivo, só que artificial.

E é mais do que isso: Como pertence ao conceito de matéria viva, o material artificial capaz de fazer fotossíntese pode não apenas ser produzido em qualquer formato, mas pode também crescer, requerendo para isso apenas luz solar, água rica em nutrientes e CO₂.

"Como material de construção, ele pode ajudar a armazenar CO₂ diretamente nos edifícios no futuro," disse o pesquisador Mark Tibbitt, acrescentando que o material vivo absorve muito mais CO₂ do que o capturado através do crescimento orgânico: "Isso ocorre porque o material pode armazenar carbono não apenas na biomassa, mas também na forma de minerais, uma propriedade especial dessas cianobactérias."

Preparação dos materiais vivos fotossintéticos para sequestro duplo de carbono.
[Imagem: Dalia Dranseike et al. - 10.1038/s41467-025-58761-y]

Prédios vivos

O principal objetivo atual da equipe é a construção de estruturas que possam ser usadas na construção civil.

Isso é facilitado por outra vantagem da matéria viva: As bactérias alteram seu ambiente químico fora da célula como resultado da fotossíntese, causando a precipitação de carbonatos sólidos, como a cal. Esses minerais representam um sumidouro adicional de carbono e, ao contrário da biomassa, armazenam CO₂ em uma forma mais estável.

E esta é uma propriedade muito interessante, já que os minerais são depositados no interior do material, reforçando-o mecanicamente. Dessa forma, as cianobactérias endurecem lentamente as estruturas inicialmente macias produzidas pela impressão 3D.

Testes de laboratório mostraram que o material retém CO₂ continuamente por um período de 400 dias, a maior parte na forma mineral - cerca de 26 miligramas de CO₂ por grama de material. Isso é significativamente mais do que muitas técnicas biológicas e comparável à mineralização química do concreto reciclado (cerca de 7 mg de CO₂ por grama).

Fabricação digital das estruturas vivas fotossintéticas.
[Imagem: Dalia Dranseike et al. - 10.1038/s41467-025-58761-y]

Hidrogel

O material portador das células vivas é um hidrogel, um gel feito de polímeros reticulados com alto teor de água. A equipe selecionou uma rede de polímeros para que ela possa transportar luz, CO₂, água e nutrientes, permitindo que as células se espalhem uniformemente pelo material, mas sem sair dele.

Para garantir que as cianobactérias vivam o máximo possível e permaneçam eficientes, os pesquisadores otimizaram a geometria das estruturas usando processos de impressão 3D para aumentar a área de superfície, aumentar a penetração de luz e promover o fluxo de nutrientes.

"Dessa forma, criamos estruturas que permitem a penetração da luz e distribuem passivamente o fluido nutriente por todo o corpo por meio de forças capilares. Graças a esse design, as cianobactérias encapsuladas viveram produtivamente por mais de um ano," contou a pesquisadora Dalia Dranseike.

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