Des chercheurs conçoivent un matériau vivant photosynthétique grâce à la bio-impression

A l’Université de technologie de Delft (TU Delft), une équipe de chercheurs a créé un matériau vivant photosynthétique et écologique en utilisant une technique de bio-impression et des algues. Ils auraient déposé des algues vivantes sur une cellulose bactérienne : la combinaison de ces deux composés organiques aurait permis de créer un matériau vivant, capable d’effectuer une photosynthèse c’est-à-dire qu’il est capable de se “nourrir” et de se régénérer grâce à la lumière. Un petit échantillon de cette nouvelle matière imprimée en 3D pourrait donc servir à différentes applications, notamment la création de feuilles artificielles, particulièrement intéressantes dans des endroits où la végétation a du mal à pousser comme dans l’espace.

La recherche en matériaux d’impression 3D est de plus en plus poussée : ce sont eux qui vont apporter une réelle différence en termes de propriétés mécaniques, chimiques, esthétiques de la pièce finale. Certains acteurs se penchent sur les matériaux vivants, conscients que la nature a beaucoup à nous apprendre. Récemment on vous parlait d’une mousse recyclable et comestible qui a servi à imprimer plusieurs composants pour la mission de Thomas Pesquet. Celle-ci a été réalisée à partir d’un polymère d’origine naturelle synthétisé par des bactéries et s’est avérée très résistante aux vibrations. Cette fois-ci, les chercheurs se sont penchés sur des algues pour imaginer un matériau robuste et durable. 

L’équipe explique qu’elle a utilisé une cellulose bactérienne non vivante : c’est un composé produit et rejeté par des bactéries. Elle est particulièrement intéressante car elle est flexible, résistante et conserve sa forme dans n’importe quelle circonstance. Cette cellulose a servi d’enveloppe aux algues déposées couche par couche : grâce à une imprimante 3D de type FDM, les chercheurs ont déposé une bio-encre composée de microalgues (donc des matériaux vivants) sur la cellulose bactérienne. Et c’est la réaction entre ces deux matériaux qui est intéressante.

En effet, en fusionnant ensemble, ils ont donné naissance à un matériau vivant possédant la qualité photosynthétique des microalgues et la résistance de la cellulose bactérienne. Kui Yu, un étudiant en doctorat qui a participé aux travaux, explique : “Nous avons créé un matériau qui peut produire de l’énergie simplement en le plaçant dans la lumière. La nature biodégradable du matériau lui-même et la nature recyclable des cellules de microalgues en font un matériau vivant durable.” On aurait donc un matériau très robuste, écologique, biodégradable et facile à produire.

Côté applications, l’équipe affirme que ce nouveau matériau pourrait être particulièrement adapté pour fabriquer des feuilles artificielles. Celles-ci sont capables d’imiter le comportement des feuilles végétales réelles car elles reproduisent le processus de photosynthèse : elles se servent de la lumière du soleil pour transformer l’eau et le CO2 en oxygène et en énergie (sous la forme de glucides). Ce sucre produit et stocké par les végétaux peut être converti en carburant et donc produire de l’énergie durable. Les feuilles artificielles seraient donc un atout considérable dans des zones où il est difficile de faire pousser des plantes : on pense par exemple aux colonies spatiales. Le nouveau matériau produit par l’université de Delft pourrait donc être envoyé dans l’espace afin de faire pousser des végétaux directement sur place. Un gain de temps et de coût considérable. 

Elvin Karana, une des participantes du projet, conclut : « Et si nos produits de tous les jours étaient vivants, capables de détecter, de croître, de s’adapter et finalement de mourir ? Ce projet de collaboration unique montre que cette question dépasse le cadre de la conception spéculative. Nous espérons que notre article suscitera de nouvelles conversations entre les communautés du design et de la science et inspirera de nouvelles directions de recherche pour les futurs matériaux vivants photosynthétiques. » Vous pouvez retrouver davantage d’informations dans le communiqué de presse officiel ICI. 

*Crédits photo de couverture : iStock / greenleaf123

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