Żywy materiał z sinicami, który pochłania CO2 niczym dorosłe drzewo

Naukowcy ze Szwajcarii opracowali materiał, który żyje, rośnie i aktywnie usuwa dwutlenek węgla z powietrza. W dodatku można go kształtować za pomocą druku 3D, a do wzrostu wymaga jedynie światła słonecznego i sztucznej wody morskiej z łatwo dostępnymi składnikami odżywczymi. No i dwutlenku węgla.

Zespół badawczy pod przewodnictwem Marka Tibbitta stworzył "żywy" materiał zawierający sinice, który w przyszłości może znaleźć zastosowanie w budownictwie jako walka ze zmianami klimatycznymi. Sinice sprawiają, że materiał jest fotosyntetyczny, tzn. może chemicznie przekształcać dwutlenek węgla (CO₂), światło słoneczne i wodę w tlen i cukry, wspomagające wzrost.

- Sinice należą do najstarszych form życia na świecie. Są bardzo wydajne w fotosyntezie i potrafią wykorzystać nawet najsłabsze światło do produkcji biomasy z CO₂ i wody - tłumaczy Yifan Cui, jeden z dwóch głównych autorów badania.

Dzięki obecności pewnych składników odżywczych żywy materiał może przekształcać CO₂ w stałe minerały węglanowe, m.in. wapień, jak mówią naukowcy. Minerały te budują wewnątrz materiału solidną sieć, która przechowuje węgiel w bardziej stabilnej formie niż fotosynteza.

Siedliskiem sinic jest hydrożel drukowany w technologii 3D o wysokiej zawartości wody i przepuszczający światło, wodę i dwutlenek węgla.

Badania wykazały, że materiał pracował nieprzerwanie przez okres 400 dni, wiążąc dwutlenek węgla w większości w formie mineralnej - około 26 mg CO₂ na gram materiału w postaci osadów węglanowych.

Tibbitt uważa, że materiał może być w przyszłości stosowany jako powłoka na fasadach budynków, wspomagając magazynowanie dwutlenku węgla na większą skalę.

Okazuje się jednak, że sinice mogą rosnąć tylko do pewnego stopnia, a tempo magazynowania węgla wewnątrz komórek bakteryjnych stabilizuje się po około 30 dniach, co oznacza, że po tym okresie zmniejsza się sekwestracja węgla, chociaż się nie zatrzymuje.

Naukowcy wciąż testują najlepsze kształty, które może przybrać materiał, aby jak najlepiej działał. Na wystawie architektonicznej w Wenecji zespół zaprezentował swój materiał w formie dwóch obiektów, przypominających pień drzewa. Dzięki sinicom każdy z nich mógłby pochłonąć do 18 kilogramów dwutlenku węgla rocznie, czyli tyle, ile 20-letnia sosna.

- Uważamy, że nasz żywy materiał to niskoenergetyczne i przyjazne dla środowiska podejście, które może wiązać CO₂ z atmosfery i uzupełniać istniejące procesy chemiczne w celu sekwestracji węgla - mówi Tibbitt.

Badanie zostało opublikowane w czasopiśmie Nature Communications.