Un team dell’Eth Zurigo ha sviluppato un materiale da costruzione “vivo” combinando cianobatteri, idrogel e funghi. La produzione del cemento, materiale fondamentale nell’edilizia è però uno dei processi più inquinanti che esistano: responsabile dell’8% di emissioni globali di carbonio. Da tempo gli istituti di ricerca stanno studiando materiali alternativi a minor impatto, e sembra che al Politecnico di Zurigo, l’Eth abbiano trovato una soluzione molto interessante. Ma anche molto antica. Stiamo parlando di cianobatteri, organismi fotosintetici, cioè che si trasformano ed interagiscono con la luce, comparsi sulla Terra qualcosa come 3,5 miliardi di anni fa.
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Materiali fotosintetici
Nei laboratori svizzeri, hanno avuto l’intuizione di usare questi batteri che assorbono l’anidride carbonica dall’atmosfera ed “impiantarli” all’interno di un materiale destinato alla costruzione. Il motivo? Questi batteri incorporati in un gel stampabile, insieme ad altri organismi quali alghe e funghi, diventano una sorta di mattoni viventi, che nell’arco della loro vita catturano CO2 attraverso la fotosintesi ed allo stesso tempo, la trasformano in biomassa. Dunque il team del professor Mark Tibbitt dell’Eth di Zurigo potrebbe aver trovato la chiave per una bioedilizia davvero ecologica, grazie ad un materiale che catturerebbe due volte il carbonio. Spieghiamo meglio.
Luce, acqua salata e anidride carbonica
Il processo sperimentato a Zurigo, consente ai batteri immessi all’interno di questa struttura in gel stampabile di crescere e nutrirsi di tre ingredienti fondamentali per la loro sopravvivenza: luce solare, acqua salata e anidride carbonica. Come spiegano i ricercatori nello studio pubblicato su Nature Communications, i cianobatteri non solo immagazzinano la CO2 prelevata dall’atmosfera, ma modificano il loro ambiente chimico in seguito alla fotosintesi, attraverso un processo chiamato “precipitazione di carbonati solidi”, cioè minerali che permettono nuovamente la cattura della CO2 trasformandola in un composto solido e stabile all’interno del materiale. Ecco la doppia cattura che ha quasi del miracoloso, pensando alle possibili applicazioni.
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Secondo gli autori dello studio, questo doppio meccanismo permette al materiale di catturare 2,2 milligrammi di CO2 per ogni grammo di idrogel nell’arco di un mese. Calcolando la cattura di anidride carbonica per un periodo piuttosto lungo di tempo, 400 giorni, il processo di cattura ha raggiunto i 26 milligrammi di anidride carbonica per grammo di materiale. Una quantità significativamente superiore a quella di molti approcci biologici e paragonabile alla mineralizzazione chimica del calcestruzzo riciclato.
La longevità
Ma un’altra peculiarità di questa innovazione risiede nella longevità: infatti, i cianobatteri durante l’esperimento sono rimasti attivi per oltre un anno, mentre il processo di mineralizzazione trasforma il materiale plastico stampabile in 3D, in un composto sempre più duro e resistente nel tempo.
Per i ricercatori svizzeri, questo materiale vivente potrebbe essere utilizzato come rivestimento nelle facciate di edifici, che in questo modo avrebbero un ruolo attivo nella cattura del carbonio. Organismi che vivono, crescono all’interno di materiali da costruzione che diventerebbero dei veri e propri pozzi di carbonio, e farebbero la loro parte contribuendo al benessere dell’ambiente urbano. La sfida è poter trasferire dal laboratorio questa innovazione e renderla adatta a molteplici usi, in cui gli edifici si trasformerebbero da consumatori di risorse a collaboratori dell’ecosistema.
Installazioni sperimentali alla Biennale 2025
Nel frattempo, una sorta di test sul campo è già avvenuto, nel campo dell’arte, Infatti due strutture simili a tronchi di albero sono stati esposti all’interno del Padiglione Canada alla Biennale di Architettura di Venezia 2025: strutture che potenzialmente potrebbero legare fino a 18 kg di anidride carbonica in un anno, la quantità di un pino nell’arco di 20 anni. Ed un’altra opera, chiamata Dafne’s Skin, è in mostra all’Esposizione Internazionale della Triennale di Milano. Si tratta di una superficie lignea in cui il colore verde è dato dai microrganismi che formano una patina, che con il processo di cattura di CO2 cambia colore, come risultato della reazione chimica.
Dal laboratorio di ricerca al laboratorio artistico il passo non è stato così lungo, ma la strada verso l’applicazione commerciale è certamente più lunga e necessita di ulteriori verifiche. I cianobatteri, infatti, hanno bisogno di condizioni controllate di umidità per sopravvivere, perché in zone aride, la loro vita non è assicurata, per cui all’Eth di Zurigo si sta lavorando allo sviluppo di organismi più resistenti alla disidratazione.
