Las esporas bacterianas emergen como una solución innovadora en el ámbito de los materiales vivos diseñados (ELMs por sus siglas en inglés). Este avance, liderado por un equipo de investigadores de la Universidad Técnica de Delft, está transformando nuestra comprensión de la sostenibilidad en la ingeniería de materiales. Al integrar esporas de Bacillus en estos materiales, el equipo ha desarrollado estructuras que no solo sobreviven en condiciones extremas, sino que también pueden ser programadas para realizar funciones específicas.
En un mundo que demanda alternativas a los materiales derivados de combustibles fósiles, estos nuevos ELMs pueden ofrecer soluciones viables. Publicados en la revista Science Advances, los hallazgos revelan que estos materiales poseen un gran potencial para aplicaciones industriales, así como para su uso en construcciones y productos cotidianos.
Aplicaciones potenciales de los ELMs
Los ELMs con esporas bacterianas presentan un abanico de aplicaciones. Por ejemplo, podrían utilizarse para detectar biómarkers de enfermedades, catalizar la descomposición de contaminantes ambientales o incluso funcionar como compuestos que se autocompongan. En el ámbito de la construcción, la idea de materiales que se reparan a sí mismos se vuelve más tangible con estos desarrollos. ¿Te imaginas paredes que se reparan solas gracias a bacterias que producen minerales para llenar grietas?
Un enfoque hacia la sostenibilidad
Jeong-Joo Oh, uno de los investigadores principales, comenta: «Si pudiéramos hacer que las bacterias generen minerales para rellenar las grietas en el concreto, contaríamos con paredes que se reparan solas». Esta tecnología podría ser un paso significativo hacia la sostenibilidad, ya que los ELMs podrían sustituir a materiales plásticos que hoy en día son omnipresentes en nuestra vida diaria.
El ciclo de vida de las bacterias y su impacto en el diseño de materiales
Una de las características más destacadas de estos ELMs es su capacidad de funcionalidad programable bajo demanda. Estas estructuras pueden permanecer inactivas, resistir condiciones adversas y activarse cuando se desee. A diferencia de las células vivas convencionales, que tienen un tiempo de vida corto, el equipo buscó un material que pudiera ser utilizado en cualquier momento.
La inspiración provino del ciclo de vida de ciertas bacterias que tienen la capacidad de entrar en un estado dormido y metabólicamente inactivo, conocido como espora. Este estado de latencia les confiere una resistencia excepcional a condiciones extremas de temperatura, sequedad y estrés químico.
Creación del material bacteriano
Para llevar a cabo esta investigación, los científicos combinaron dos especies bacterianas: Komagataeibacter rhaeticus y Bacillus subtilis. La primera produce fibras de celulosa bacteriana resistentes que forman una barrera física protectora, mientras que la segunda aporta su capacidad de formar esporas. Esta combinación da lugar a un material vivo robusto, y mediante modificaciones genéticas se les ha otorgado la funcionalidad necesaria para diversas aplicaciones.
No obstante, para que estos materiales lleguen al mercado y sean utilizados en la vida cotidiana, deben cumplir con los estándares de rendimiento y estabilidad a largo plazo que exigen los materiales actuales. Oh menciona: «Por ahora, nuestro trabajo se encuentra en una fase de prueba de concepto en el laboratorio. Para implementar estos materiales en el concreto, por ejemplo, su resistencia debe ser comparable a la de los materiales de construcción existentes, aunque los resultados son muy alentadores».
El camino hacia la integración de estos nuevos ELMs en la sociedad es prometedor. En cada paso, los investigadores esperan reemplazar los materiales no sostenibles por alternativas vivas y autosuficientes que beneficien tanto al medio ambiente como a la humanidad.
