I mattoni viventi che potremmo coltivare su Marte

mattoni di batteri
CREDIT: COLLEGE OF ENGINEERING AND APPLIED SCIENCE AT COLORADO UNIVERSITY BOULDER

Mattoni che crescono con la luce del sole e si autorigenerano: sembra un’idea fantascientifica, ma potrebbe essere più vicina alla realtà di quanto pensiamo. Se, infatti, negli ultimi anni anche il settore dell’edilizia si sta orientando sempre più verso la sostenibilità ambientale, oggi gli scienziati stanno esplorando una nuova frontiera: quella della biologia applicata alle costruzioni. In questa direzione si sono mossi i ricercatori dell’Università di Colorado Boulder che, come raccontano sulle pagine di Matter, hanno sviluppato un metodo per realizzare mattoni “viventi” che non solo “sequestrano” la CO2 ma un domani non troppo lontano potrebbero anche tornare utili per abitare Marte.

Un mix di sabbia, gel e cianobatteri

Gli scienziati avevano già tentato di usare i cianobatteri fotosintetici (genere Synechococcus) nel settore edilizio, ad esempio incapsulandoli in materiali cementizi, come il calcestruzzo. Questi microorganismi, in determinate condizioni di temperatura e umidità, possono avviare un processo di biomineralizzazione: assorbendo anidride carbonica e producendo carbonato di calcio, il principale componente del calcare e della calce. I risultati, però, non erano stati soddisfacenti: dopo un mese, la percentuale di microrganismi sopravvissuti era molto bassa, fra lo 0,1 e lo 0,4%.

Nel nuovo lavoro i ricercatori hanno cambiato ricetta, mescolando i cianobatteri fotosintetici a sabbia e gel, per fornire loro l’idratazione e i nutrienti necessari per crescere. In questo modo, mantenendo un’umidità minima del 50%, dopo 30 giorni erano sopravvissuti dal 9 al 14% dei batteri. Nel frattempo, il processo di biomineralizzazione aveva indurito il mix originariamente gelatinoso. Mantenendo un certo range di umidità, affermano i ricercatori, questo materiale ha la stessa resistenza della malta usata oggi in edilizia.

Ecologici, si autoriparano a crescita esponenziale

Ma quali vantaggi può portare l’uso di questi materiali ibridi, viventi? Innanzitutto, la sostenibilità: produrre cemento e calcestruzzo per costruire strade, ponti e grattacieli genera quasi il 6% delle emissioni annuali di anidride carbonica nel mondo. L’aspetto più affascinante però deriva dall’uso degli organismi viventi: la capacità di rigenerarsi, in sostanza la capacità dei mattoni di autoripararsi in caso di danni. Gli scienziati, infatti, hanno scoperto che, spaccando uno di questi mattoni a metà, ognuna delle due parti è in grado di crescere, fino a formare un nuovo mattone. “Sappiamo che i batteri crescono in misura esponenziale”, spiega Srubar. “Non è come stampare in 3D un fabbricato o un mattone. Se possiamo far crescere biologicamente i nostri materiali, allora possiamo costruire in scala esponenziale“.

Mattoni per costruire su Marte

Srubar immagina un futuro in cui si possano produrre sacchi di biomateriali essiccati da reidratare direttamente sul sito di costruzione, e addirittura su Marte, prossimo obiettivo umano dell’avventura spaziale.

Naturalmente c’è ancora da lavorare per raggiungere l’obiettivo. Il mix usato dai ricercatori, infatti, ha bisogno di umidità, e i cianobatteri non è detto che sopravviverebbero in ambienti aridi. Per questo, gli scienziati stanno cercando microbi più resistenti all’essiccamento, che restino vivi e attivi anche in zone aride.

Così, spingendosi oltre con la fantasia, si potrebbero far crescere i mattoni anche in luoghi poco ospitali, come il deserto, o addirittura su altri pianeti, come Marte. “In ambienti difficili, questi materiali funzionerebbero particolarmente bene, perché sfruttano la luce del sole per crescere e hanno bisogno di pochi nutrienti esterni”, dice Srubar. “Prima o poi succederà in un modo o l’altro, e non possiamo certo portare per sempre sacchi di cemento su Marte. Io penso davvero che, quando ci andremo, porteremo con noi la biologia“.

Riferimenti: Matter