¿Se fabricará la ropa del futuro con algas?

• Investigadores han utilizado impresoras 3D y una nueva técnica de bioimpresión con algas para crear materiales vivos resistentes y duraderos.

• Es la primera vez que un material fotosintético diseñado tiene la robustez física suficiente para aplicaciones reales.

• El material es biodegradable y se centra en la producción sostenible de energía.

• Además de sus aplicaciones en la industria textil, esta nueva forma de alga impresa podría utilizarse en medicina para ayudar a que las heridas cicatricen más rápido.
  

Por primera vez, investigadores han utilizado impresoras 3D y una nueva técnica de bioimpresión para imprimir algas en materiales vivos, fotosintéticos y resistentes.

Como informan los investigadores en la revista Advanced Functional Materials, el material tiene una gran variedad de aplicaciones en los sectores de la energía, la medicina y la moda.

Los materiales vivos, que se elaboran alojando células biológicas dentro de una matriz no viva, han ganado popularidad en los últimos años, ya que los científicos reconocen que los materiales más robustos son, con frecuencia, aquellos que imitan a la naturaleza.

“La impresión tridimensional ha demostrado ser una tecnología eficaz para fabricar materiales vivos que presentan numerosos beneficios medioambientales y de otro tipo”, afirma Anne S. Meyer, profesora asociada de biología en la Universidad de Rochester.

“Nuestros materiales vivos fotosintéticos suponen un enorme avance para el campo, ya que son el primer ejemplo de material fotosintético diseñado que es físicamente lo suficientemente robusto como para desplegarse en aplicaciones reales”, afirma Meyer.

El trabajo para desarrollar un material de base biológica es el más reciente de una serie de esfuerzos de investigación dirigidos por el laboratorio de Meyer. Meyer y su equipo de investigación han utilizado bacterias para desarrollar materiales de gran importancia industrial, como el nácar artificial nácar y el grafeno.

El material se “alimenta” a sí mismo durante semanas

Para crear los materiales fotosintéticos, los investigadores partieron de una celulosa bacteriana no viva, un compuesto orgánico que las bacterias producen y excretan. La celulosa bacteriana posee numerosas propiedades mecánicas importantes, entre ellas flexibilidad, dureza, resistencia y capacidad para conservar su forma, incluso cuando se retuerce, se aplasta o sufre otras distorsiones físicas.

La celulosa bacteriana funciona como el papel de una impresora, mientras que las microalgas vivas actúan como la tinta. Meyer y sus colegas utilizaron una impresora 3D para depositar algas vivas sobre la celulosa bacteriana.

La combinación de componentes vivos (microalgas) y no vivos (celulosa bacteriana) dio lugar a un material único que conserva la calidad fotosintética de las algas y la robustez de la celulosa bacteriana. El material es resistente y duradero, además de ecológico, biodegradable, y sencillo y escalable de producir.

La naturaleza similar a la de las plantas del material significa que puede utilizar la fotosíntesis para “alimentarse” durante periodos de muchas semanas, y también puede regenerarse: una pequeña muestra del material puede cultivarse in situ para elaborar más materiales.

Algas a la vanguardia de la moda

Las características del material lo convierten en un candidato ideal para una gran variedad de aplicaciones, incluidos nuevos productos como hojas artificiales, pieles fotosintéticas o biogarments fotosintéticos.

Las hojas artificiales son materiales que imitan a las hojas reales, ya que utilizan la luz solar para convertir el agua y el dióxido de carbono —un importante impulsor del cambio climático— en oxígeno y energía, de forma muy similar a las hojas durante la fotosíntesis. Las hojas almacenan energía en forma química, como azúcares, que después 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, potencialmente, las colonias en el espacio exterior. Las hojas artificiales que produjeron los investigadores también están fabricadas con materiales ecológicos, a diferencia de la mayoría de las tecnologías de hojas artificiales actualmente en producción, que se fabrican mediante métodos químicos tóxicos.

“En el caso de las hojas artificiales, nuestros materiales son como tomar las ‘mejores partes’ de las plantas —las hojas—, que pueden generar energía sostenible, sin necesidad de utilizar recursos para producir partes de las plantas —los tallos y las raíces— que requieren recursos pero no producen energía”, afirma Meyer. “Estamos creando un material que se centra únicamente en la producción sostenible de energía”.

Otra aplicación del material serían las pieles fotosintéticas, que podrían utilizarse para injertos de piel, afirma Meyer. “El oxígeno generado ayudaría a iniciar la curación de la zona dañada, o podría llevar a cabo una cicatrización de heridas activada por luz”.

Además de ofrecer energía sostenible y tratamientos médicos, los materiales también podrían transformar la moda. Los biogarments fabricados con algas abordarían algunos de los efectos ambientales negativos de la actual industria textil en el sentido de que serían tejidos de alta calidad, producidos de forma sostenible y completamente biodegradables. También ayudarían a purificar el aire al eliminar el dióxido de carbono mediante la fotosíntesis y no necesitarían lavarse tan a menudo como las prendas convencionales, lo que reduciría el consumo de agua.

“Nuestros materiales vivos son apasionantes porque pueden mantenerse durante periodos de semanas y multiplicarse in situ, por lo que tienen el potencial de ser verdaderamente duraderos y de compartirse por todo el planeta con la misma facilidad que una masa madre”, afirma Meyer.

Otros coautores pertenecen a la Universidad Tecnológica de Delft, en los Países Bajos.