I mattoni viventi per gli edifici del futuro

Possono crescere, auto-ripararsi e magari un giorno anche assorbire tossine e illuminarsi. Sono i mattoni viventi, a base di batteri, appena presentati sulle pagine di Matter

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Credits: College of Engineering and Applied Science at Colorado University Boulder 
Credits: College of Engineering and Applied Science at Colorado University Boulder
  
Edifici viventi. Microrganismi incastonati nei muri. No, non stiamo parlando di luoghi infestati da microrganismi, quanto piuttosto fatti, strutturalmente, da batteri. O almeno in parte. L'idea innovativa arriva da un team di ricercatori oltreoceano che è riuscito a creare dei mattoni viventi, costituiti da batteri, mescolati a sabbia e a del materiale gelatinoso. Un mattone green, a ridotto impatto ambientale, e potenzialmente in grado di rigenerarsi, e un giorno magari di assorbire tossine dannose o addirittura di illuminarsi a comando, magari sfruttando il fenomeno della bioluminescenza. I dettagli sono raccontati sulle pagine della rivista Matter.

Sfruttare i microrganismi

Le promesse dei materiali viventi da costruzione (in inglese si parla di living building materials, LBM) puntano a sfruttare le proprietà dei microrganismi all'interno delle infrastrutture, come scrivono gli scienziati in apertura del paper. Nel caso in questione i microrganismi sfruttati dai ricercatori sono stati i cianobatteri fotosintetici, del genere Synechococcus, fatti cresce su uno scheletro di gelatina e sabbia e mescolati a un mezzo di coltura appropriato. Le colonie di cianobatteri sono state usate per indurire la matrice di gelatina e sabbia, grazie alla loro capacità di precipitare il carbonato di calcio (a partire dagli ingredienti mescolati nel mezzo di coltura) e al tempo stesso renderla viva. "Abbiamo usato i cianobatteri fotosintetici per biomineralizzare la matrice di base", ha spiegato infatti Wil Srubar della University of Colorado Boulder, a capo dello studio: "Abbiamo creato qualcosa che è davvero green e sembra una sorta di materiale Frankenstein". Il carbonato di calcio conferisce un'alta resistenza a questi mattoni, scrivono gli scienziati, paragonabile (riferendosi alla resistenza alla compressione) alle malte cementizie.

I mattoni viventi

Di fatto da questi mattoni sono da considerare vivi: in condizioni di umidità prossime al 50%, dopo circa un mese, erano vive dal 9 al 14% delle colonie batteriche, e modulando la loro attività metabolica era possibile ottenere fino a tre generazioni a partire da una generazione madre. Di contro, la vitalità di microrganismi inglobati in strutture cementizie con lo scopo di conferire proprietà auto-rigeneranti ai materiali finora era stata inferiore all'1%, precisano i ricercatori. Il fatto di essere costituiti da materiale vivente, capace di riprodursi, rende i mattoni in grado di autoripararsi, e quindi di rigenerarsi, purché venga dato in pasto ai batteri nuovi nutrienti (e matrice gelatinosa e sabbia). E a ogni generazione viene aggiunto nuovo carbonato di calcio a causa dell'attività dei microrganismi.

Limiti e possibilità dei mattoni viventi

Di fatto si tratta solo di un prototipo, come precisano gli stessi ricercatori, da ottimizzare. Per esempio i mattoni viventi rimangono sì vivi - e quindi possono mantenere le proprietà associate ai batteri - ma al momento possono farlo solo in condizioni di alta umidità. Ragion per cui gli scienziati sono al lavoro per mantenere vitali i batteri anche in condizioni più secche, quelle in cui invece i mattoni sono più resistenti. "Siamo di fronte a un materiale che pone le basi per metterne a punto di nuovi che possono essere ingegnerizzati per interagire e rispondere all'ambiente", ha spiegato Srubar. Magari anche su Marte, in condizioni estreme, ha aggiunto lo scienziato: "Questi materiali potrebbero funzionare specialmente bene perché usano la luce del sole per crescere e proliferare con pochi materiali necessari alla loro formazione".