Imaginem uma bactéria que habita nos desertos e que se alimenta da luz solar. Esta célula biológica absorve dióxido de carbono e emite oxigénio. Agora pensem mais além, imaginem que se incorpora esta bactéria numa tinta que todos os dias produz oxigénio a partir das paredes dos edifícios em Marte. Engenhoso verdade?
Vamos falar de tintas vivas para respirarem em Marte?
Chama-se Chroococcidiopsis cubana e os cientistas desenvolveram uma biocoating (tinta biológica) que emite diariamente quantidades mensuráveis de oxigénio, ao mesmo tempo que reduz a quantidade de dióxido de carbono no ar à sua volta. De acordo com uma equipa liderada pela microbiologista Simone Krings, da Universidade de Surrey, no Reino Unido, isto tem implicações não só para as viagens espaciais, mas também para a Terra.
Com o aumento dos gases com efeito de estufa, especialmente o CO2, na atmosfera e as preocupações com a escassez de água devido ao aumento das temperaturas globais, precisamos de materiais inovadores, amigos do ambiente e sustentáveis.
Afirma a bacteriologista Suzie Hingley-Wilson da Universidade de Surrey.
Biorevestimentos mecanicamente robustos e prontos a usar, ou “tintas vivas”, podem ajudar a enfrentar estes desafios, reduzindo o consumo de água em processos baseados em biorreatores que normalmente consomem muita água”.
Chroococcidiopsis é um género estranho de seres. Se há um sítio na Terra onde pensamos que não é possível encontrar vida, é provável que encontremos lá uma espécie desta bactéria. Utiliza um tipo estranho de fotossíntese que pode aproveitar ao máximo as condições de luz extremamente fraca, com um mecanismo de sobrevivência de reserva para locais ainda mais escuros. Foi encontrada na escuridão de cavernas ultra-profundas e na crosta terrestre sob o fundo do oceano.
A Chroococcidiopsis cubana vive por vezes em desertos, em condições não muito diferentes das de Marte. E, tal como outras cianobactérias, o seu metabolismo tem algumas propriedades desejáveis. A bactéria absorve CO2, que fixa para transformar, através da fotossíntese, em compostos orgânicos, libertando oxigénio durante o processo.
Fig 1 O processo de formação de película da formulação de biocolante, que consiste em quatro etapas. (1) A mistura aquosa de biocoating, contendo látex e bactérias, é depositada num substrato. (2) Ocorre a evaporação da água e as partículas ficam compactadas (idealmente numa estrutura cúbica centrada na face). (3) As partículas deformam-se para preencher o espaço e adotam uma estrutura dodecaédrica rombica, o que resulta na clareza ótica do revestimento. (4) As moléculas de polímero difundem-se através dos limites das partículas e estas coalescem a uma temperatura superior à temperatura de transição vítrea (T g). O resultado é uma película coesa.
Green Living Paint: paredes dos edifícios podem ajudar com os efeitos estufa
Krings e a sua equipa pretendiam desenvolver um biorevestimento que aproveitasse estas propriedades. Trata-se de revestimentos, como uma tinta, nos quais as bactérias vivas são incorporadas em camadas. Têm de ser duradouros, sem conter ingredientes que possam prejudicar as bactérias que os compõem.
Isto é mais difícil do que parece: a matriz do biocoating tem de ser porosa, para permitir a hidratação e o transporte das células, mas mecanicamente robusta e dura. A equipa desenvolveu um método de mistura de látex com partículas de nanoargila que atingiu estas propriedades, encapsulando em segurança as bactérias.
O passo seguinte foi certificar-se de que a tinta funcionava como pretendido e que os minúsculos micróbios no seu interior continuavam a ter uma vida feliz e minúscula. A equipa observou o seu revestimento durante 30 dias, efetuando medições da saída de oxigénio e da entrada de CO2.
Descobriram que a tinta libertava consistentemente oxigénio a um ritmo de até 0,4 gramas de oxigénio por grama de biomassa por dia, e que este se manteve estável durante todo o mês. Isto representa até 400 gramas (14 onças) de oxigénio por cada quilograma (35 onças) de tinta. Para além disso, a tinta absorveu CO2. Os investigadores chamaram à sua invenção Green Living Paint.
Uma equipa de astronautas que vivesse em Marte durante um ano necessitaria de cerca de 500 toneladas de oxigénio, mas cada pequena quantidade de oxigénio que pudesse ser obtida in situ no planeta vermelho reduziria a quantidade de oxigénio que as missões espaciais teriam de enviar para lá numa nave espacial.
Os Chroococcidiopsis fotossintéticos têm uma capacidade extraordinária de sobreviver em ambientes extremos, como secas e após altos níveis de exposição à radiação UV. Isto torna-os potenciais candidatos à colonização de Marte.
Referiu Krings.
A investigação foi publicada na revista Microbiology Spectrum.