Pesquisadores da Universidade da Califórnia, em San Diego, desenvolveram um novo método ecologicamente correto para remover poluentes químicos da água. Eles criaram uma nova substância impressa em 3D chamada “material vivo projetado”. A inovação foi reportada pelo site Interesting Engineering.
Segundo a publicação, o novo material é feito de um polímero à base de algas marinhas combinado com bactérias geneticamente modificadas. “O que é inovador é o emparelhamento de um material polimérico com um sistema biológico para criar um material vivo que pode funcionar e responder a estímulos de uma forma que os materiais sintéticos normais não conseguem”, disse Jon Pokorski, professor de nanoengenharia da Universidade.
Para essa inovação, o material vivo foi feito com alginato – polímero natural extraído de algas marinhas. Posteriormente foi hidratado, resultando na formação de uma solução em gel. Após esta etapa, o gel foi combinado com cianobactérias modificadas, uma bactéria fotossintética que prospera em ambientes aquáticos.
Enzima descontaminante
A mistura foi alimentada em uma impressora 3D. Depois de testar várias geometrias impressas em 3D para o seu material, os pesquisadores descobriram que uma estrutura semelhante a uma grade era ideal para manter as bactérias vivas. O formato escolhido possui alta relação área superficial x volume, o que coloca a maior parte das cianobactérias próximas à superfície do material para acessar nutrientes, gases e luz.O aumento da área superficial também torna o material mais eficaz na descontaminação.
Como experiência de prova de conceito, os pesquisadores modificaram geneticamente as cianobactérias em seu material para produzir continuamente uma enzima descontaminante chamada lacase. Estudos demonstraram que a lacase pode ser usada para neutralizar uma variedade de poluentes orgânicos, incluindo bisfenol A (BPA), antibióticos, medicamentos farmacêuticos e corantes.
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Neste estudo, os pesquisadores demonstraram que seu material pode ser usado para descontaminar o poluente à base de corante índigo carmim, um corante azul amplamente utilizado na indústria têxtil para colorir jeans. Nos testes, o material descoloriu uma solução aquosa contendo o corante.
Os pesquisadores também desenvolveram uma forma de eliminar as cianobactérias após a eliminação dos poluentes. Eles modificaram geneticamente as bactérias para responder a uma molécula chamada teofilina. A molécula faz com que as bactérias produzam uma proteína que destrói suas células.
“O material vivo pode atuar sobre o poluente de interesse e, em seguida, uma pequena molécula pode ser adicionada para matar a bactéria”, disse Pokorski. “Dessa forma, podemos aliviar quaisquer preocupações sobre a presença de bactérias geneticamente modificadas no meio ambiente”.
Uma solução preferível, observam os pesquisadores, é fazer com que as bactérias se destruam sem a adição de produtos químicos. Esta será uma das direções futuras desta pesquisa.
“Nosso objetivo é fabricar materiais que respondam a estímulos já presentes no ambiente”, disse Pokorski. "Estamos entusiasmados com as possibilidades que este trabalho pode levar. Este é o tipo de pesquisa que pode resultar quando pesquisadores com experiência interdisciplinar em materiais e ciências biológicas unem forças”.
*Imagem de capa: Depositphotos
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