Imagine fábricas. Mas não os barulhentos e esfumaçados. Pense em tanques silenciosos. Tanques vivos.
O plástico está quebrado. Ele se divide em microfragmentos que permanecem em nossas entranhas, em nossos oceanos e em nosso ar. BPA, ftalatos, agentes cancerígenos – a lista do que o plástico deixa para trás é longa e desagradável. Precisamos de outra coisa. Algo que cresce.
Pesquisadores da Rice University e da University Houston descobriram. Ou melhor, eles ensinaram isso.
Eles desenvolveram uma nova técnica de fabricação de celulose bacteriana. Este material não é feito num frasco de laboratório por um humano; é tecido por micróbios. E quando bem feito, rivaliza com o aço e o vidro. As descobertas foram publicadas na Nature Communications. A premissa? Escalável. Forte. Um substituto para o mundo do plástico descartável que construímos.
Células Dançantes Tornam Folhas Mais Fortes
Normalmente, as fibras bacterianas de celulose crescem de forma selvagem. Aleatoriamente. Como erva daninha apanhada pela brisa. Crescimento aleatório significa estruturas fracas. Não resiste ao estresse.
Muhammad Maksud Rahman liderou a equipe. Ele é professor assistente na UH e adjunto na Rice. Ele conhece os materiais. Ele sabia que o caos era o problema. Portanto, sua equipe, incluindo o primeiro autor M.A.S.R. Saadi – um estudante de doutorado – construiu um biorreator rotacional.
Este não é um navio estático. Ele gira. Isso força as bactérias a se moverem.
“Nós os instruímos a se moverem em um local específico”, explicou Saadi.
As bactérias obedecem. Seu movimento alinha as nanofibrilas de celulose. Pense nisso como resolver uma ruga no nível molecular. O resultado? Folhas com resistência à tração de até 436 megapascais. Isso é forte. Muito forte. Para um biopolímero.
Eles não pararam por aí. Eles adicionaram folhas nanos de nitreto de boro. Agora estamos falando de materiais híbridos. A força saltou para cerca de 553 megapascal. Também é flexível. Dobrável. Transparente. E aguenta o calor. Tipo, três vezes mais rápido que as amostras de controle. A dissipação é fundamental. Se o seu telefone não esquentar ou os eletrônicos não derreterem, você tem um vencedor.
Não apenas forte, mas inteligente
Esta é apenas mais uma curiosidade de laboratório? Não. Saadi chamou o processo de “treinar uma coorte bacteriana disciplinada”. Eu gosto dessa imagem. Bactérias em exercícios de marcha.
O alinhamento acontece durante o crescimento. É um único passo. Nenhum pós-processamento confuso. Essa é a mágica. A escalabilidade geralmente consome eficiência no café da manhã, não aqui. Você pode ajustar os aditivos. Personalize a saída.
Shyam Bhakta, da Rice, ajudou com a biologia. Pulickel Ajayan e Matteo Pasquali contribuíram para a ciência dos materiais. É interdisciplinar. trabalho humano confuso, perfeitamente coordenado.
O que isso realmente substitui?
- Componentes estruturais
- Sistemas de gestão térmica
- Embalagem
- Eletrônica verde
- Têxteis
- Armazenamento de energia
O plástico está em toda parte. Esse material também pode ir para lá. Exceto que não deixa detritos tóxicos para trás. Rahman prevê que essas folhas se tornarão onipresentes. Ele quer ver o fim do domínio plástico. É ambicioso. Talvez demasiado ambicioso para amanhã, mas a ciência é sólida.
Estamos financiando este trabalho através da NSF, do U.S. Endowment for Forests and Communities e da Welch Foundation. As opiniões são deles, não necessariamente dos financiadores.
Então aqui estamos. Uma folha forte e transparente feita por micróbios que ouvem a rotação de um tanque. Absorve o calor melhor que o metal. É mais forte do que algumas cerâmicas. E apodrece sem envenenar o solo.
As fábricas podem ficar quietas por enquanto. Mas os tanques já estão girando. Vamos deixá-los encher o mundo?
