Междисциплинарная команда исследователей из Швейцарской высшей технической школы Цюриха разработала уникальный строительный материал с живыми организмами — он растет, живет и активно удаляет CO₂ из атмосферы. Работа опубликована в журнале Nature Communications (NatCom).
Особенность нового материала — в его составе. В нем содержатся фотосинтезирующие бактерии, цианобактерии. Они не только накапливают углерод в виде биомассы, но и преобразуют его в минералы, например, в известняк. Таким образом, материал растет и укрепляется изнутри, а также служит надежным хранилищем углерода.
«Это большой шаг к созданию зданий, которые не только не вредят окружающей среде, но и активно помогают ей», — отметил профессор Макромолекулярной инженерии Марк Тиббитт, один из инициаторов проекта.
Исследователи смешали цианобактерии с гидрогелем — полимерным веществом с высоким содержанием воды, которое пропускает свет, воздух и питательные вещества. Из полученного материала можно печатать трехмерные структуры, например, фасадные элементы зданий.
Ученые усовершенствовали форму изделий с помощью 3D-печати, чтобы повысить эффективность фотосинтеза. Поверхность стала больше, свет проникает глубже, а питательные вещества распределяются по капиллярной системе. В итоге бактерии чувствуют себя комфортно и активно функционируют более года.
В лабораторных условиях материал в течение 400 дней стабильно поглощал CO₂ — около 26 мг на каждый грамм. Это больше, чем у многих существующих биоматериалов и сопоставимо с промышленным улавливанием CO₂ из переработанного бетона.
Новый материал уже применили на практике в двух арт-инсталляциях. В павильоне Канады на Венецианской архитектурной биеннале установили две «живые колонны» высотой до трёх метров. Каждая из них поглощает до 18 кг CO₂ в год — это примерно столько же, сколько взрослое хвойное дерево.
В Милане, на Триеннале дизайна, материал стал частью инсталляции Dafne's Skin. Здесь микроорганизмы образуют зеленую пленку на деревянной поверхности, превращая признаки старения в эстетический элемент и создавая «живую» оболочку здания.
По мнению авторов проекта, живые материалы в будущем смогут играть важную роль в борьбе с изменением климата, превращая здания в активные углеродные ловушки. Исследования продолжаются — и, возможно, совсем скоро наши дома будут заботиться о планете.
Ранее ученые впервые создали искусственные аналоги живых клеток.
