Les scientifiques en Suisse ont créé un nouveau matériau « vivant » qui contient des algues bleu-vert et pourrait un jour être utilisé dans les bâtiments pour lutter contre le changement climatique, disent-ils.
Grâce aux algues bleu-vert, ou aux cyanobactéries, le nouveau matériel est photosynthétique. Cela signifie qu’il peut convertir chimiquement le dioxyde de carbone (CO2), la lumière du soleil et l’eau dans l’oxygène et les sucres, qui favorisent la croissance.
En présence de certains nutriments, le matériau peut également convertir CO2 Dans les minéraux de carbonate solide, comme le calcaire, ont déclaré les chercheurs dans une nouvelle étude, publié le 23 avril dans la revue Communications de la nature. Au fil du temps, ces minéraux construisent un réseau robuste à l’intérieur du matériau qui le renforce et stocke du carbone sous une forme plus stable que la photosynthèse.
« Le matériau peut stocker le carbone non seulement en biomasse, mais aussi sous forme de minéraux – une propriété spéciale de ces cyanobactéries », co-auteur de l’étude Mark Tibbittprofesseur agrégé de génie macromoléculaire à l’Institut fédéral de technologie suisse (ETH) Zurich, a déclaré dans un déclaration. « En tant que matériau de construction, il pourrait aider à stocker le CO2 directement dans les bâtiments à l’avenir. «
Sans la capacité de séquestrer le carbone sous forme minérale, le nouveau matériau serait souple et de gelée. Mais en produisant un squelette minéral avec CO2 et les nutriments, le matériau améliore progressivement sa propre résistance mécanique, ce qui en fait un bon candidat pour la construction, selon l’étude.
Les chercheurs suggèrent que le matériau pourrait un jour être utilisé comme revêtement sur les façades du bâtiment pour sucer CO2 directement hors de l’atmosphère. Dans l’étude, le matériau séquestré en continu2 pendant 400 jours consécutifs, stockant environ 26 milligrammes de CO2 par gramme de matériau sous forme de carbonate précipite. Ce taux est très efficace et significativement plus élevé que les autres formes de CO biologique2 séquestration, ont déclaré les chercheurs.
La couleur verte de plus en plus vibrante du matériau est la preuve qu’il stocke Co2 sous forme de biomasse. Mais les cyanobactéries ne peuvent que croître tellement, et la vitesse à laquelle le carbone a été stocké à l’intérieur des cellules bactériennes s’est stabilisée après environ 30 jours, selon l’étude. Cela signifie que la séquestration du carbone sous forme de biomasse diminue au-delà de ce délai, mais cela ne s’arrête pas.
La base du nouveau matériau est un hydrogel imprimable 3D – un gel avec une teneur en eau haute composée de molécules réticulées. Les chercheurs ont sélectionné un hydrogel poreux et cultivé des cyanobactéries à l’intérieur, garantissant que suffisamment de lumière, d’eau et de CO2 pourrait pénétrer le gel pour atteindre les bactéries. Les scientifiques ont ensuite testé différentes formes d’hydrogel pour déterminer la meilleure géométrie pour la survie des cyanobactéries.
« Les cyanobactéries sont parmi les formes de vie les plus anciennes du monde », co-auteur de l’étude Yifan Cuiun doctorant en génie macromoléculaire à ETH Zurich, dans le communiqué. « Ils sont très efficaces à la photosynthèse et peuvent utiliser même la lumière la plus faible pour produire la biomasse à partir de CO2 et l’eau. «
Dans l’étude, les chercheurs ont baigné les hydrogels de l’eau de mer artificielle pour fournir les nutriments nécessaires pour les précipitations minérales. Des recherches supplémentaires sont nécessaires pour déterminer comment ces nutriments, qui incluent le calcium et le magnésium, pourraient être injectés dans le matériau s’il enrovait un bâtiment.
En attendant, les chercheurs rêvent de différentes formes que le matériel pourrait prendre. Lors d’une exposition d’architecture à Venise, l’équipe a présenté son matériel sous la forme de deux objets en forme de tronc d’arbre qui pourraient chacun absorber jusqu’à 40 livres (18 kilogrammes) de CO2 par an – ou autant qu’un pin de 20 ans, selon le communiqué.
Il pourrait être possible de gérer génétiquement les cyanobactéries pour augmenter leurs taux de photosynthèse avant de les intégrer dans le matériel, ont noté les chercheurs dans l’étude.
« Nous considérons notre matériel de vie comme une approche de faible énergie et respectueuse de l’environnement qui peut lier le CO2 Depuis l’atmosphère et complétez les processus chimiques existants pour la séquestration du carbone « , a déclaré Tibbitt.
