Notícia

Corais impressos em 3D podem melhorar bioenergia e ajudar recifes de coral

Fonte

Universidade de Cambridge

Data

sábado, 18 abril 2020 12:25

Áreas

Biologia. Ciência Ambiental. Tecnologias.

Pesquisadores da Universidade de Cambridge, no Reino Unido, e da Universidade da Califórnia em San Diego, nos Estados Unidos, desenvolveram estruturas artificiais inspiradas em corais e impressas em 3D capazes de cultivar densas populações de algas microscópicas. Os resultados, publicados na revista científica Nature Communications, abrem as portas para novos materiais bioinspirados e suas aplicações na conservação de corais.

No oceano, corais e algas têm uma complexa relação simbiótica. O coral é um hospedeiro para as algas, enquanto as algas produzem açúcares para o coral através da fotossíntese. Essa relação é responsável por um dos ecossistemas mais diversos e produtivos da Terra, o recife de coral.

“Os corais são altamente eficientes na coleta e no uso da luz”, disse o Dr. Daniel Wangpraseurt, autor principal do estudo, do Departamento de Química de Cambridge. “Em nosso laboratório, estamos procurando métodos para copiar e imitar essas estratégias da natureza para aplicações comerciais”.

O Dr. Wangpraseurt e seus colegas imprimiram estruturas de coral em 3D e as usaram como incubadoras para o crescimento de algas. Eles testaram vários tipos de microalgas e descobriram que as taxas de crescimento eram 100 vezes mais altas do que nos meios de crescimento líquido padrão.

Para criar as estruturas complexas dos corais naturais, os pesquisadores usaram uma técnica rápida de bioimpressão 3D capaz de reproduzir estruturas detalhadas que imitam as funções complexas dos tecidos vivos. Esse método pode imprimir estruturas com resolução em escala de micrômetros em apenas alguns minutos.

Isso é fundamental para replicar estruturas com células vivas, disse o Dr. Shaochen Chen, co-autor do estudo e professor da Universidade da Califórnia em San Diego. “A maioria dessas células morrerá se usarmos processos tradicionais baseados em extrusão ou jato de tinta, porque esses métodos levam horas. Seria como manter um peixe fora da água; as células com as quais trabalhamos não sobreviverão se mantidas também muito tempo fora do meio de cultura. Nosso processo é de alta produtividade e oferece velocidades de impressão muito rápidas, por isso é compatível com células humanas, células animais e até células de algas nesse caso “, explicou o pesquisador.

As estruturas inspiradas em corais foram altamente eficientes na redistribuição da luz, assim como os corais naturais. Apenas materiais biocompatíveis foram utilizados para fabricar os corais artificiais impressos em 3D.

“Desenvolvemos um estrutura e tecido de coral artificial com uma combinação de géis de polímeros e hidrogéis dopados com nanomateriais de celulose para imitar as propriedades ópticas dos corais vivos. A celulose é um biopolímero abundante; é excelente na dispersão da luz e usamos para otimizar a entrega de luz em algas fotossintéticas”, concluiu a Dra. Silvia Vignolini, do Departamento de Química da Universidade de Cambridge.

Acesse o artigo científico completo (em inglês).

Acesse a notícia completa na página da Universidade de Cambridge (em inglês).

Fonte: Sarah Collins, Universidade de Cambridge. Imagem: colônias de microalgas nos biopolímeros (imagem de microscopia eletrônica de varredura). Fonte: Dr. Daniel Wangpraseurt, Universidade de Cambridge.