En las grandes ciudades, no es raro encontrar edificios que combinen tecnología con facultades de elementos de la naturaleza para crear una simbiosis en lo que llaman “edificios vivos”, como por ejemplo sistemas de purificación de aire con filtros de plantas o generación de energía para autoconsumo. Pero la ciencia está evolucionando mucho más allá intentando encontrar formas de autorreparar todo tipo de materiales con elementos biológicos.
Una de las últimas actualizaciones de este sector por parte del Imperial College London tiene que ver directamente con materiales que pueden “curarse” a sí mismos. Un equipo de investigadores de esta institución, ha creado una serie de bloques de construcción en 3D capaces de autorrepararse después de detectar un daño, lo que sería de excelente utilidad en entornos hostiles. Así se describe este nuevo material en el trabajo publicado en Nature Communications por su autor principal, el profesor Tom Ellis.
La importancia de estos nuevos diseños no es menor. Ellis asegura en el artículo que, de igual modo que en la arquitectura se utilizan piezas de carácter modular con la capacidad de ensamblarse en una variedad amplia de estructuras de edificios, este trabajo de investigación expone que este mismo principio es aplicable al diseño y construcción a base de celulosa bacteriana. Esto es posible porque los materiales vivos diseñados (ELM) utilizan la capacidad de la biología para curar un material mediante un sistema de detección de un problema, rotura o falla y la posibilidad de autorreparación.
Las posibilidades de estos materiales son infinitas, y podrían ir desde la reparación de un vidrio hasta la del fuselaje de un avión o un bache en la carretera. De este modo se podrían reducir considerablemente las necesidades de mantenimiento en multitud de ámbitos y se extendería la vida útil de los materiales e infraestructuras. El antecedente de este hallazgo viene dado por la creación de materiales vivos con sensores integrados que son capaces de detectar señales y cambios en el ambiente. Aquellas investigaciones dieron pie a la aparición de estos materiales vivos con capacidad de responder al daño autorreparándose.
Este sistema se ha creado a partir de la modificación genética de las bacterias Komagataeibacter rhaeticus, logrando que estas produzcan cultivos celulares fluorescentes en forma de esfera 3D, llamados esferoides, dotados de sensores que detectan daños. En el experimento perforaron una gruesa capa de celulosa bacteriana e insertaron esferoides en las roturas. El resultado fue una reparación estructuralmente estable de la consistencia y apariencia del material dañado.
Así se abre un novedoso enfoque para los llamados materiales cultivados susceptibles de ser utilizados en la construcción. Pero otros campos como la medicina también podrían verse beneficiados mediante dicha técnica. Según la publicación, utilizando células de levadura secretoras de proteínas se pueden generar películas para cubrir y curar heridas en la piel aplicadas mediante vendajes. Con esta técnica de autorreparación, los científicos buscan, mediante la imitación de distintas características de la biología y la manipulación de las mismas para aumentar sus características y capacidades, crear materiales capaces de “pensar” por sí mismos evitando riesgos e intervenciones. Por ello siguen trabajando en la creación de nuevos bloques de esferoides y su combinación con otros materiales como el algodón o el grafito que pueden llevar a la aparición de filtros biológicos o dispositivos electrónicos implantables con fines médicos. Todo un mundo por descubrir en cuanto a materiales biológicos inteligentes.
