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Tijolos e cimentos que crescem e se reproduzem prometem revolucionar a indústria

Por| 20 de Fevereiro de 2020 às 18h30

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Stanford-Brown-RISD iGEM Team
Stanford-Brown-RISD iGEM Team

Já imaginou um material sólido, perfeito para construção, que é capaz de crescer sozinho como recifes de corais? É basicamente assim que funcionam os tijolos do laboratório do cientista Wil Srubar, da Universidade do Colorado, nos Estados Unidos. Isso porque essas criações da biotecnologia não estão apenas vivas, mas em processo de reprodução, também. 

Conhecidos como materiais vivos projetados (ELM), os tijolos são produzidos por bactérias e micróbios que convertem areia, nutrientes e outras matérias-primas em um biocimento, da mesma forma que os corais sintetizam recifes. Por isso, quando um dos tijolos é dividido ao meio, em questão seis horas, dois se formarão.

Com o ELM é possível construir materiais estruturais inertes, como cimento endurecido ou substitutos semelhantes à madeira, com aplicações para a construção civil, já que podem ser base de pistas de aeroportos, que se auto-constroem, e bandagens vivas. 

A novidade do biocimento de Srubar é que essa invenção consegue reter as células vivas, mesmo na estrutura final. Isso é possível porque os cientistas controlam a temperatura e a umidade, mantendo esses organismos vivos. E quando quiserem estabilizar o crescimento, basta desativar esses controles, como explicado no artigo da Matter.

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Novo vs velho

Até então, os tijolos são feitos, normalmente, com argila, areia, cal e água, que são misturados, moldados e aquecidos em olarias a mais de 1000 °C, em um processo que consome muita energia e gera centenas de milhões de toneladas de emissões de carbono anualmente. 

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Em contrapartida, uma empresa da Carolina do Norte, nos EUA, chamada de bioMASON, foi uma das primeiras a explorar o uso de bactérias na fabricação desse material. Nesse caso, os micróbios é que convertiam nutrientes em carbonato de cálcio, que endurece a areia e a transforma em um material de construção resistente à temperatura ambiente. 

"Você poderia cultivar uma pista temporária em algum lugar semeando bactérias na areia e gelatina?" pergunta Sarah Glaven, microbiologista e especialista em ELM do Laboratório de Pesquisa Naval dos EUA. Em junho de 2019, pesquisadores da Base da Força Aérea Wright-Patterson, em Ohio, criaram um protótipo como o questionado por ela, com 232 metros quadrados.

A esperança, explica Blake Bextine, que dirige um programa ELM para a Agência de Projetos de Pesquisa Avançada em Defesa dos EUA, é que, em vez de transportar toneladas de materiais para criar campos aéreos expedicionários, os engenheiros militares possam usar areia, cascalho e água locais e aplicar alguns "tambores" de bactérias — que produzem cimento — para criar novas pistas, em questão de dias. Esse movimento resultou em uma porção de grupos levando esse mesmo conceito adiante.

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Aplicações médicas

Os fabricantes de ELM também testam os micróbios para a produção de biomateriais compatíveis para o corpo humano, já que, naturalmente, produzem proteínas que se ligam umas nas outras para formar um substrato físico, por exemplo.  Aumentando o número de bactérias, em tese seria possível formar espécies de “tapetes” microbianos, conhecidos como biofilmes, e que são encontrados nas superfícies dos dentes, por exemplo. Esses biofilmes poderiam proteger o revestimento intestinal para pacientes com úlceras, em uma de suas aplicações.

Em outro uso médico, as bactérias podem transformar materiais convencionais em fábricas de medicamentos, de forma rápida e eficiente. É o caso do pesquisador Christopher Voigt, do Instituto de Tecnologia de Massachusetts (MIT), nos Estados Unidos, que desenvolveu micróbios capazes de sintetizar um composto antibacteriano eficaz contra bactérias.

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De olho no futuro desses materiais, questões regulatórias podem retardar o processo de desenvolvimento, principalmente quando esses micróbios não estão disponíveis na natureza e foram produzidos em laboratório. No entanto, os cientistas estão otimistas com os ELM e acreditam que, nos próximos dez anos, esses biomateriais já farão parte do dia a dia de pessoas comuns.

Fonte: Science Mag