Pesquisadores desenvolveram bactérias geneticamente modificadas para cultivar couro sem animais e sem plástico que se tinge sozinho.
Por Imperial College London com informações de Science Daily.
Nos últimos anos, cientistas e empresas começaram a utilizar micróbios para cultivar têxteis sustentáveis ou para produzir corantes para a indústria – mas esta é a primeira vez que bactérias foram projetadas para produzir um material e o seu próprio pigmento simultaneamente.
O tingimento químico sintético é um dos processos da moda mais tóxicos para o ambiente, e os corantes pretos – especialmente aqueles utilizados na coloração do couro – são particularmente prejudiciais. Os pesquisadores do Imperial decidiram usar a biologia para resolver isso.
Ao resolver o problema, os investigadores dizem que o seu couro vegano autotingível e sem plástico, que foi transformado em protótipos de sapatos e carteiras, representa um passo em frente na busca por uma moda mais sustentável.
O seu novo processo, que foi publicado na revista Nature Biotechnology, também poderia, teoricamente, ser adaptado para que as bactérias crescessem em materiais com várias cores e padrões vibrantes, e para criar alternativas mais sustentáveis a outros têxteis, como o algodão e a caxemira.
O autor principal, Professor Tom Ellis, do Departamento de Bioengenharia do Imperial College London, disse: “Inventar uma maneira nova e mais rápida de produzir alternativas sustentáveis de couro autotingido é uma grande conquista para a biologia sintética e a moda sustentável.
“A celulose bacteriana é inerentemente vegana, e seu crescimento requer uma pequena fração das emissões de carbono, água, uso da terra e tempo gasto na criação de vacas para produção de couro.
“Ao contrário das alternativas de couro à base de plástico, a celulose bacteriana também pode ser produzida sem produtos petroquímicos e será biodegradável de forma segura e não tóxica no meio ambiente”.
Colaboração de designers
Os pesquisadores criaram a alternativa ao couro autotingido modificando os genes de uma espécie de bactéria que produz folhas de celulose microbiana – um material forte, flexível e maleável que já é comumente usado em alimentos, cosméticos e têxteis. As modificações genéticas “instruíram” os mesmos micróbios que cultivavam o material a também produzirem o pigmento preto escuro, a eumelanina.
Eles trabalharam com designers para fazer crescer a parte superior de um sapato (sem a sola), cultivando uma folha de celulose bacteriana em um recipiente personalizado em forma de sapato. Após 14 dias de crescimento em que a celulose assumiu o formato correto, submeteram o calçado a dois dias de agitação suave a 30°C para ativar a produção do pigmento preto da bactéria e tingir o material por dentro.
Eles também fizeram uma carteira preta cultivando duas folhas de celulose separadas, cortando-as no tamanho certo e costurando-as.
Além dos protótipos, os pesquisadores demonstraram que as bactérias podem ser modificadas usando genes de outros micróbios para produzir cores em resposta à luz azul. Ao projetar um padrão, ou logotipo, nas folhas usando luz azul, as bactérias respondem produzindo proteínas coloridas que brilham.
Isso lhes permite projetar padrões e logotipos nas culturas bacterianas à medida que o material cresce, resultando na formação de padrões e logotipos a partir do material.
O co-autor Kenneth Walker, que conduziu o trabalho no Departamento de Bioengenharia do Imperial College London e agora trabalha na indústria, disse: “Nossa técnica funciona em escalas grandes o suficiente para criar produtos da vida real, como mostrado por nossos protótipos. A partir daqui, podemos considerar a estética, bem como formas, padrões, tecidos e cores alternativos.
“O trabalho também mostra o impacto que pode acontecer quando cientistas e designers trabalham juntos. Como usuários atuais e futuros de novos têxteis cultivados por bactérias, os designers têm um papel fundamental na defesa de novos materiais interessantes e no fornecimento de feedback de especialistas para melhorar a forma, função e a mudança para a moda sustentável.”
Roupas mais verdes
A equipe de pesquisa está agora experimentando uma variedade de pigmentos coloridos para usar aqueles que também podem ser produzidos pelos micróbios que crescem no material.
Os pesquisadores e colaboradores também acabaram de ganhar £ 2 milhões em financiamento do Conselho de Pesquisa em Biotecnologia e Ciências Biológicas (BBSRC), parte da Pesquisa e Inovação do Reino Unido (UKRI), para usar biologia de engenharia e celulose bacteriana para resolver mais problemas da moda, como o uso de cromo tóxico nas linhas de produção de couro.
O professor Ellis disse: “Os micróbios já estão abordando diretamente muitos dos problemas do couro animal e plástico, e planejamos prepará-los para se expandirem para novas cores, materiais e talvez também padrões.
“Estamos ansiosos para trabalhar com a indústria da moda para tornar as roupas que usamos mais verdes em toda a linha de produção”.
Os autores trabalharam em estreita colaboração com a Modern Synthesis, uma empresa de biodesign e materiais com sede em Londres, especializada em produtos inovadores de celulose microbiana.
Este trabalho foi financiado pelo Conselho de Pesquisa em Engenharia e Ciências Físicas e pelo BBSRC, ambos parte do UKRI.
Fonte da história:
Materiais fornecidos pelo Imperial College London. Original escrito por Caroline Brogan. Nota: O conteúdo pode ser editado quanto ao estilo e comprimento.
Referência do periódico :
Kenneth T. Walker, Ivy S. Li, Jennifer Keane, Vivianne J. Goosens, Wenzhe Song, Koon-Yang Lee, Tom Ellis. Self-pigmenting textiles grown from cellulose-producing bacteria with engineered tyrosinase expression. Nature Biotechnology, 2024; DOI: 10.1038/s41587-024-02194-3
