Hoy en día, el carbonato de calcio inducido por microbios (MICP) se utiliza para la estabilización de suelos, la reparación de grietas en el concreto, el sellado de fracturas con aceite, la biorremediación de metales y la mitigación de fugas de dióxido de carbono (CO2). Durante la precipitación inducida por microbios, la actividad metabólica de los microorganismos aumenta el estado de saturación local de la célula bacteriana y promueve la precipitación de carbonato de calcio (CaCO3).
Con una viabilidad a largo plazo mejorada, los microorganismos se pueden utilizar para cultivar materiales de construcción vivos (LBM) con funciones biológicas estructurales. Los LBM requieren dos componentes principales: un scaffold inerte (que proporciona soporte estructural para un componente vivo) y un componente vivo (que usa el scaffold como una función estructural y biológica).
Los microorganismos capaces de precipitar el carbonato de calcio inducido por microbios se pueden utilizar para cultivar materiales de construcción con función autosuficiente.
La viabilidad de Synechococcus en el compuesto de arena e hidrogel fue, en general, mucho mayor que la de otros microorganismos biomineralizantes reportados en otros materiales estructurales. La optimización de las características biológicas y estructurales de los LBM (temperatura, humedad y química del hidrogel) puede extender su uso a aplicaciones más avanzadas. Por ejemplo, los microorganismos pueden detectar y responder a sustancias químicas tóxicas o revelar daños estructurales con fluorescencia.
Figura 1: (1) Los LBM se crean mezclando Synechococcus sp. con células que contienen medio nutricional de calcio, gel y arena. (2) Los LBM se pueden regenerar exponencialmente a partir de un LBM mediante el uso de interruptores de temperatura y humedad. (3) Los LBM ganan integridad estructural a través de la desecación. Después del servicio como material estructural de carga, las LBM se pueden reciclar como una fuente agregada para nuevas LBM. Fuente: (Reveran et al. 2020).
La investigación desarrollada que se muestra en el artículo determinó que los LBM diseñados pudieron mostrar una regeneración exponencial mediante el uso de interruptores ambientales y la precipitación de carbonato de calcio inducido por microbios. La cianobacteria Synechococcus, mineralizó y endureció el gel. En conjunto, el artículo mostró que los resultados obtenidos demuestran nuevas clases de LBM que pueden diseñarse para obtener múltiples funcionalidades biológicas en materiales estructurales.
C. M. Heveran, S. L. Williams, J. Qiu, S. M. Cook, J. C. Cameron, W. V. Srubar III. Biomineralization and Successive Regeneration of Engineered Living Building Materials. Matter 2, 481–494. DOI: 10.1016/j.matt.2019.11.016
Redaccion: Rafael Andrade Taveira - UNILA
