Pare as árvores derrubadas: o MIT estuda como criar madeira em laboratório

Neste site, mencionei repetidamente os esforços de muitas empresas para criar carne no laboratório (já há 3 anos), ou leite: até mel. Processos que, pelo menos segundo seus idealizadores, consomem menos recursos e têm menor impacto ambiental.

Os pesquisadores do MIT publicarão em breve um artigo descrevendo uma prova de conceito de tecidos vegetais cultivados em laboratório, como madeira e fibra, usando uma abordagem semelhante. A pesquisa está em sua infância, mas é uma grande visão. A ideia é evitar o corte de bilhões de árvores e “cultivar” biomateriais em vez de arrancá-los do planeta.

Para fazer uma mesa, você precisa de madeira. Para fazer madeira no laboratório, nenhuma árvore derrubada

Considere uma mesa normal de madeira. Ao longo dos anos, uma ou mais árvores converteram a luz solar, minerais e água em folhas, madeira, casca e sementes. Ao atingirem determinado tamanho, eram árvores derrubadas e transportadas para uma serraria para serem transformadas em madeira. A madeira era então transportada para uma fábrica ou carpintaria onde era cortada, moldada e montada. Quantas árvores derrubadas!

Agora imagine que todo o processo acontece ao mesmo tempo e no mesmo lugar.

Uma madeira cultivada em laboratório, sem árvores derrubadas, apenas com as fibras que são necessárias no momento (sem sementes, folhas, cascas ou raízes). Uma madeira que pode ser manipulada antecipadamente para obter as propriedades desejadas e moldada diretamente em formas: por exemplo, uma mesa de cozinha. Parada para madeira “nativa”, luz verde para madeira “cultivada” em laboratório.

Madeira no laboratório: pouco desperdício, pouca poluição. Zero árvores derrubadas.

Obviamente, a técnica não se limitaria a uma mesa. Outros produtos poderiam ser feitos, com outros biomateriais. Em teoria, e em grande escala, o processo seria mais eficiente, menos caro e salvaria muitas florestas. A despedida das árvores derrubadas seria global.

Esta é a visão. Mas, primeiro, os pesquisadores precisam descobrir se isso é viável.

O principal autor do estudo é doutorando em engenharia mecânica no MIT. É chamado Ashley Beckwith.

Ashley diz que foi inspirada por seu tempo em uma fazenda: da perspectiva de um engenheiro, um mundo cheio de ineficiência.

Ele tem razão. Afinal, o tempo e as estações estão além do nosso controle. Usamos a terra e os recursos para cultivar plantas inteiras, mas usamos apenas pedaços deles para alimentação ou materiais. Bilhões de árvores derrubadas com uma dispersão gigantesca.

“Isso me fez pensar: podemos ser mais estratégicos sobre o que estamos obtendo com esse processo? Podemos obter mais rendimento? diz Beckwith em um comunicado do MIT sobre a pesquisa.

Eu queria encontrar uma maneira mais eficiente de usar a terra e os recursos para que pudéssemos deixar mais áreas cultiváveis ​​permanecerem selvagens, ou para manter uma produção mais baixa, mas permitir uma maior biodiversidade

Ashley Beckwith, MIT

Para fazer uma mesa (de madeira no laboratório) você precisa de uma flor

Para testar a ideia, a equipe retirou células das folhas de uma planta zínia e as alimentou com um meio de crescimento líquido. Depois que as células cresceram e se dividiram, os pesquisadores as colocaram em um “molde” de gel e embeberam as células em hormônios.

Você pode estar se perguntando o que as células zínias, que são uma pequena planta com flor, têm a ver com madeira e árvores derrubadas.

Bem, como mencionado, suas propriedades podem ser “ajustadas” como as células-tronco para expressar os atributos desejados. Os hormônios auxina e citocinina fizeram com que as células da zínia produzissem lignina, o polímero que torna a madeira sólida.

Ao ajustar os botões hormonais, a equipe conseguiu regular a produção de lignina. O “molde” do gel, uma estrutura real, induziu então as células a crescerem em uma forma particular.

Móveis para crescer

“A ideia não é apenas adaptar as propriedades do material, mas também adaptar sua forma desde a concepção”, afirma. Luis Fernando Velásquez-García, co-autor do artigo com Ashley Beckwith.

O laboratório de Velásquez-García trabalha com tecnologia de impressão 3D e vê a nova técnica como uma espécie de manufatura aditiva, onde cada célula é uma impressora e o andaime de gel direciona sua produção.

Embora ainda seja cedo, a equipe acredita que este estudo demonstra que células vegetais podem ser manipuladas para produzir um biomaterial com propriedades adequadas para um uso específico.

Obviamente, é necessário muito mais trabalho para levar a ideia além da prova de conceito.

As coisas crescem

Os investigadores precisam agora de descobrir se o que aprenderam pode ser adaptado a outros tipos de células. Os “botões hormonais” podem diferir de espécie para espécie.

Além disso, o aumento de escala resolve o problema das árvores derrubadas, mas requer a resolução de problemas como a manutenção de trocas gasosas saudáveis ​​entre as células.

Tudo normal. As primeiras pesquisas respondem à questão fundamental: vale a pena investigar essa ideia? Questões importantes como custo e escalabilidade são freqüentemente deixadas sem resposta nesta fase.

Bioengenharia e produção, estradas destinadas a atender

Quer esta visão particular de madeira sem árvores derrubadas garanta apoio ou não, ver as células como fábricas em miniatura não é nada novo.

Cada vez mais, os mundos da bioengenharia e da manufatura se encontram. As células projetadas já estão sendo colocadas para funcionar em contextos industriais.

No outono passado, uma marca de roupas japonesa ofereceu um suéter de edição limitada (e extremamente caro) feito com 30% de fibra produzida por bactérias geneticamente modificadas crescido em um biorreator.

Ao longo do caminho, é possível que não apenas construamos móveis, mas também os cultivemos. E adeus árvores derrubadas.