Mediante la fotosíntesis, las plantas son capaces de fijar el CO2 atmosférico y acumular cierta cantidad de carbono sólido para tareas de autorreparación. De un modo parecido, un material diseñado por ingenieros químicos del MIT (Massachusetts Institute of Technology) reacciona con el CO2 atmosférico, crece al tiempo que se fortalece e incluso es capaz de repararse a sí mismo. Tan sorprendente capacidad tendría entre sus posibles aplicaciones el de servir como recubrimientos auto reparativos, para materiales de construcción y telas de propiedades avanzadas.

La investigación ha sido dirigida por el Dr. Michael Strano, investigador del Seon-Yeong Kwak, y otros ocho investigadores del MIT y de la Universidad de California. Dicha investigación ha sido publicada en la prestigiosa revista Advanced Materials.

El profesor Strano ha declarado que su nueva invención constituye un hito completamente nuevo en la Ciencia de los Materiales, pues los denominados materiales de fijación de carbono todavía no existen fuera del ámbito biológico, es decir, no existen materiales que puedan transformar el dióxido de carbono del aire en una forma sólida y estable, usando solo el poder de la luz solar, tal como lo hacen las plantas. Por ello Strano afirma que es un gran hallazgo, pues el desarrollo de este nuevo material no implica el uso de combustibles fósiles, y además consume dióxido de carbono del aire, lo que constituyen dos claros beneficios para el medio ambiente y para el clima.

El nuevo material está constituido por una matriz de gel compuesta por: un polímero hecho de aminopropil metacrilamida (APMA) y glucosa, una enzima llamada glucosa oxidasa, y los cloroplastos.

   

Propiedades de autorreparación del material. En la parte superior, se puede observar como existe una grieta en el material, que está compuesto por un hidrogel (verde oscuro) con incrustaciones de cloroplastos derivados de plantas (verde claro). En la imagen de abajo, se aprecia como en presencia de luz, el material reacciona con el dióxido de carbono del aire para expandirse y llenar el hueco, reparando el daño.

Kwak, S.-Y.  Giraldo, J.P. and Strano M. Polymethacrylamide and Carbon Composites that Grow, Strengthen, and Self-Repair using Ambient Carbon Dioxide Fixation. Advanced Materials 2018, 30 (46).

La clave de esta matriz gelatinosa es que es capaz de realizar un proceso químico similar a aquel por el cual las plantas incorporan el dióxido de carbono del aire a sus tejidos en crecimiento. Una ventaja secundaria de este tipo de materiales es que se autorrepararían al exponerse a la luz solar o a alguna iluminación interior. Si la superficie está rayada o agrietada, el área afectada crece para rellenar los huecos y reparar el daño, sin requerir ninguna acción externa. El material comienza con aspecto de líquido, pero, por efecto de la luz, crece y se organiza en una forma sólida. Dicha matriz se va fortaleciendo progresivamente al incorporar el carbono, aunque todavía no logra alcanzar la suficiente fortaleza como para ser usado como material de construcción. Sí podría, no obstante, funcionar como relleno de grietas o material de recubrimiento.