Desarrollan un nuevo material 3D que captura CO₂

En innumerables ocasiones las respuestas a los desafíos tecnológicos no se han encontrado en un laboratorio, sino en la naturaleza. Las cianobacterias, unos microorganismos que habitan la Tierra desde hace miles de millones de años, podrían ser la respuesta para reducir los niveles de CO₂. Y es que, investigadores del ETH Zurich han creado un material vivo que se puede imprimir, crece y captura dióxido de carbono del aire.

Las protagonistas de este avance científico son las cianobacterias fotosintéticas. Estos microorganismos tienen la capacidad de transformar el CO₂ y el agua en biomasa, utilizando niveles mínimos de luz. Además, poseen una habilidad poco común. Modifican su entorno químico para formar minerales sólidos mediante la fotosíntesis. Según los científicos, estos minerales atrapan el dióxido de carbono de forma más estable que la biomasa, y al ser sólidos, sirven de estructuras.

El material desarrollado está compuesto por un hidrogel especialmente diseñado para alojar a las cianobacterias. Este gel actúa como soporte estructural y biológico, ya que transporta luz, agua, CO₂ y nutrientes, y permite que las bacterias se distribuyan uniformemente. Gracias a la impresión 3D, los investigadores pueden optimizar la geometría del material para aumentar la exposición a la luz y favorecer el flujo de nutrientes. Una vez se imprime el material, las bacterias forman minerales en el interior del objeto impreso. Con el paso del tiempo, el material va cambiando de color, de transparente a verde intenso, y se vuelve más duro hasta que la estructura se solidifica. Es esta característica la que abre un abanico de posibilidades para aplicaciones arquitectónicas.

Durante las pruebas, el material se mantuvo vivo por 400 días. En ese tiempo capturó CO₂ de forma continua, alcanzando los 26 mg de CO₂ por gramo de material impreso. De acuerdo con los científicos, este rendimiento supera al de muchos métodos biológicos tradicionales y es comparable a técnicas químicas como la mineralización del concreto reciclado. «Vemos nuestro material vivo como un enfoque de bajo consumo energético y respetuoso con el medio ambiente que puede absorber el CO₂ de la atmósfera y complementar los procesos químicos existentes para el almacenamiento de carbono», declara Mark Tibbitt, catedrático de la ETH Zúrich y líder de la investigación.

Este novedoso material 3D ya se ha mostrado al público en dos importantes eventos internacionales. Durante la Bienal de Venecia, la instalación Picoplanktonics, desarrollada por la estudiante de doctorado Andrea Shin Ling, mostró estructuras impresas en 3D de hasta tres metros de altura, capaces de capturar hasta 18 kilogramos de CO₂ al año. Similar a lo que absorbe un pino adulto. Por otro lado, en la Trienal de Milán, la instalación Dafne’s Skin exploró el uso del material vivo como una “piel” para edificios, donde el microorganismo captura carbono y transforma la apariencia y el comportamiento del material con el paso del tiempo.

El siguiente paso será investigar cómo integrar estos materiales vivos en aplicaciones arquitectónicas a mayor escala. Uno de los objetivos del equipo es desarrollar un recubrimiento para fachadas que capturen CO₂ durante todo el ciclo de vida de un edificio. De esta manera, quieren mejorar la eficiencia del material y, a largo plazo, reducir el impacto ambiental de la construcción. Más información sobre el material vivo en este enlace.

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*Foto de portada: Estructura de celosía impresa en 3D con el nuevo material. Créditos: Yifan Cui & Dalia Dranseike / ETH Zurich