domingo, 28 de noviembre de 2021

El material 'vivo' que construye edificios que se reparan solos

Investigadores de la Northeastern University, en Boston, han creado un nuevo material para impresión 3D compuesto en su totalidad de una versión modificada genéticamente de la bacteria E. coli. Este material, según dicen sus creadores, tiene infinidad de aplicaciiones, pero tal vez la más llamativa es que se puede utilizar para la construcción de edificaciones —tanto aquí como en otros planetas— que se reparan solas.

Omar Kardoudi

La E.coli es una bacteria que suele vivir en el intestino de los animales de sangre caliente y alguna de sus variantes puede llegar a provocar fuertes diarreas y vómitos si lnos exponemos a ella. Pero una modificación genética de esta bacteria, como ha demostrado el equipo de investigadores americano, ha resultado ser ideal como 'tinta' para fabricar todo tipo de cosas con impresoras 3D.

No es la primera vez que se utilizan microorganismos en la impresión 3D, pero siempre han estado mezclados con algún tipo de polímero para que puedan mantener su estructura. El nuevo material que presentan los investigadores de la Northeastern University no necesita mezclarse con nada para conseguir esa firmeza, una vez que la impresión está hecha, la estructura se mantiene inalterable sin que las bacterias sigan creciendo.

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“No necesariamente está creciendo siempre”, dice Neel Joshi, profesor asociado de química y biología química en la Northeastern University y uno de los autores principales de este descubrimiento. "Si se tomara la estructura impresa y se sumergiera en alguna solución de glucosa, las células comerían esa glucosa y fabricarían más de esa fibra haciendo que la estructura creciera hasta convertirse en algo más grande. Existe la opción de aprovechar el hecho de que hay células vivas allí. Pero también puedes simplemente matar las células y utilizarlo como material inerte".

Omar Kardoudi

Para el equipo, esta es la gran ventaja de su material, que está vivo. Y eso significa que puede curarse a sí mismo como hace nuestro organismo. Según describen en un artículo publicado en la revista Nature Communcations, en las condiciones adecuadas, las células de esta 'tinta' orgánica podrían volver a reproducirse y simplemente fabricar más material para autorepararse.

"Al igual que un árbol tiene células incrustadas en su interior y pasa de ser una semilla a un árbol asimilando recursos de su entorno para llevar a cabo la construcción de su estructura, lo que queremos hacer es algo similar, pero utilizando programas en forma de ADN que escribimos nosotros y la ingeniería genética", dice el profesor Joshi.

Edificios que se autoreparan

Los investigadores aseguran que ven los microbios como fábricas para construir materiales que nos sean útiles. La idea, dicen, es aprovechar sus propiedades únicas para usarlas en todo tipo de aplicaciones como las terapéuticas o las industriales. Y comparan la manera en la que afrontan este trabajo con la de los químicos que tratan con polímeros y tienen que decidir si un plástico ha de ser duro y mantener su forma o blando y elástico.

"La biología es capaz de hacer cosas similares", dice Joshi. "Piensen en la diferencia entre el pelo, que es flexible, y los cuernos de un ciervo o un rinoceronte o algo así. Están hechos de materiales similares, pero tienen funciones muy diferentes. La biología ha descubierto cómo ajustar esas propiedades mecánicas utilizando un conjunto limitado de bloques de construcción."

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Además de esta 'tinta' hecha 100% con E. coli, los investigadores también han probado a mezclarla con otros microbios modificados genéticamente. De esta manera, cuentan, han sido capaces de fabricar un material que puede llevar un fármaco anticancerígeno y liberarlo cuando se le aplica un estímulo químico concreto. O un material capaz de atrapar el Bisfenol A, una sustancia química muy tóxica, cuando se encuentra en el aire.

También piensan en su aplicación para la colonización del espacio, donde además del regolito es difícil encontrar materiales de construcción. Allí, aseguran, la 'tinta' podría utilizarse como sustancia autorregeneradora que ayude a construir hábitats en otros planetas. Aunque admiten que esa capacidad de arreglarse solos nos puede ser muy útil también aquí en la Tierra.

Omar Kardoudi

A pesar de que este material es muy prometedor, habrá que esperar para ver si consigue dar el salto al mundo comercial. Para el equipo, esta 'tinta' microbiana abre la puerta a construir todo tipo de cosas con materiales biológicos.

"Fabricar de manera más sostenible va a implicar el uso de células vivas", afirma el profesor Joshi. "Este descubrimiento nos acerca a ese tipo de paradigma de construir cosas con células vivas".



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