El té de kombucha ha inspirado a un grupo de ingenieros del MIT y del Imperial College de Londres para crear materiales vivos con gran resistencia y amplia funcionalidad, capaces de purificar el agua, de desarrollar dispositivos inteligentes y de convertirse en fotografías vivientes. Y además se pueden fabricar en casa.
Según un comunicado del MIT, esos materiales vivos se han creado a partir de un cultivo simbiótico de bacterias y levaduras, una plataforma flexible para la producción de materiales vivos diseñados a base de celulosa bacteriana, con aplicaciones potenciales en biosensores y biocatálisis.
Esto significa que podrán ser utilizados para purificar agua o para trabajar en la detección de sustancias peligrosas, por ejemplo, insertándose en dispositivos “inteligentes” que advierten sobre daños o amenazas.
Los expertos creen que en un futuro estos materiales se podrán cultivar en los hogares o en instalaciones locales de producción artesanal. Los resultados se han publicado en la revista Nature Materials.
Parte del grupo de investigación que ha desarrollado este estudio había encontrado años atrás una forma de utilizar E. coli para generar biopelículas incrustadas con materiales como nanocables de oro.
Ese anterior hallazgo se vio limitado debido a las escasas dimensiones y a la delgadez de las películas, características que dificultan su uso en la mayoría de las aplicaciones a gran escala.
Diseño natural
Ahora, los ingenieros se propusieron hallar una forma de utilizar microbios para generar materiales más eficientes y de mayor tamaño. Se inspiraron en la población de microbios existente en una madre kombucha, la mezcla de ciertos tipos de bacterias y levaduras que da lugar al popular té del mismo nombre.
La mencionada mezcla es una verdadera fábrica de fermentación, en la que se combina una especie de bacteria y diferentes variedades de levadura. De esta forma, se produce etanol, celulosa y ácido acético, una combinación que brinda al té de kombucha ese sabor tan especial.
Con el propósito de demostrar el potencial de su cultivo de microbios, los investigadores desarrollaron un material que incorpora levadura y detecta el estradiol, un contaminante ambiental. Empleando otra cepa de levadura, que genera una proteína denominada luciferasa cuando se expone a la luz azul, desarrollaron un material vivo con capacidad para detectar diferentes contaminantes, metales peligrosos o patógenos.
En cualquier cocina
De acuerdo a una nota de prensa del Imperial College de Londres, estos materiales vivos diseñados (ELM) tienen un gran potencial para distintas aplicaciones, pero hasta el momento se han visto limitados por problemas de escalabilidad. Además de usarse para detectar y filtrar contaminantes en el agua o en envases para alertar sobre daños y amenazas mediante fluorescencia, pueden transformarse en una especie de «fotografías vivientes», mostrando imágenes proyectadas sobre ellos.
Al tomar como modelo el enfoque simbiótico natural de la kombucha, la nueva investigación ha dado lugar al nacimiento de una nueva generación de materiales vivos ELM, pero que hora podrán desarrollarse a gran escala al incrementar su eficiencia, resistencia y optimizar sus dimensiones.
Además, mientras los anteriores ELM requerían del trabajo de especialistas para su producción, el nuevo enfoque hace posible su desarrollo en cualquier cocina hogareña. ¿Serán ahora los materiales vivos algo cotidiano y al alcance de todos?
Referencia
Living materials with programmable functionalities grown from engineered microbial co-cultures. Gilbert, C., Tang, TC., Ott, W. et al. Nature Materials (2021).DOI:https://doi.org/10.1038/s41563-020-00857-5
Foto de portada:
Los investigadores levantan una hoja de su material, una celulosa resistente que se puede incrustar con enzimas o células vivas. Crédito: Tzu-Chieh (Zijay) Tang.
