I biomateriali e la nuova frontiera dei materiali viventi: i batteri

Testo di

Emma van der Leest - Ph. Aad Hoogendoorn

Il terzo appuntamento con “Living Materials”, la nuova rubrica dedicata ai materiali del futuro a cura di Daniela Amandolese, ricercatrice e docente presso la German University in Cairo. Il potenziale del design simbiotico tra esseri umani e organismi viventi

"Tutto è iniziato con la biologia e la natura. Tutto ciò che abbiamo fatto, tutto ciò che avevamo, proveniva dalla biologia", afferma Suzanne Lee, CEO di Biofabricate.

La biologia ci permette di usare le risorse in modo più efficiente — meno terra, meno acqua, meno energia — e, idealmente, senza sostanze chimiche dannose, consentendoci di immaginare un mondo in cui l’abbondanza non è più legata allo sfruttamento e all'estrazione, evitando quei processi che hanno generato gli attuali squilibri ambientali.

All’interno di questo contesto, Suzanne Lee, una figura di spicco nel campo del biodesign (l’intersezione tra biologia e design), discute della quarta rivoluzione industriale, caratterizzata dall'emergere di nuovi materiali vivi, coltivati. Questi materiali, realizzati con cellule viventi come batteri, alghe, funghi e lieviti, rappresentano alternative sostenibili ai metodi di produzione tradizionali. La progettazione e produzione di questi materiali e la loro applicazione (prodotto, moda, packaging, architettura…) sono il risultato degli sforzi di team interdisciplinari di chimici, designer, architetti e biotecnologi.

"Sia le arti che le scienze sono delle attività che cercano di scoprire e di comunicare delle verità sul mondo" Gunther S. Stent, biologo molecolare.

"Mi aspetto che le più grandi rivoluzioni nel settore del design arriveranno da un lavoro congiunto con la biologia sintetica”. Paola Antonelli, architetto, designer, Senior Curator di Architettura & Design al Museum of Modern Art di New York

Dopo aver esplorato le potenzialità materiali a base di micelio e di alghe questo articolo è dedicato ai materiali realizzati grazie alla co-progettazione con i batteri. Tradizionalmente, nell’arte e nell’architettura i microrganismi sono stati percepiti come una minaccia, in particolare per la conservazione e la prevenzione del biodeterioramento. Figure storiche come Robert Koch e Louis Pasteur hanno descritto i batteri come “animali invasori” e riconosciuto come agenti patogeni fin da quando, nel XIX secolo, la scienza ha individuato un legame tra malattie e batteri.

Negli ultimi tempi, tuttavia, i batteri sono stati riabilitati all’interno di un approccio post-antropocentrico, volto a affrontare la perdita di biodiversità e la salute degli ecosistemi. Infatti un numero sempre più crescente di designer ha iniziato a esplorare l’uso dei batteri nei processi progettuali, nei quali i microrganismi diventano partner attivi nel processo di progettazione. Ad esempio, si stanno sviluppando tecniche che sfruttano la capacità dei batteri di produrre pigmenti naturali, permettendo di colorare i tessuti senza l’uso di sostanze chimiche tossiche. Un’altra sperimentazione promettente è l’integrazione dei microrganismi direttamente nei materiali, creando materia che possa autoripararsi o adattarsi alle condizioni ambientali.

Inoltre, l’approccio dei designer verso i batteri promuove una visione post-antropocentrica del design, in cui gli esseri viventi, compresi i microrganismi, sono considerati collaboratori piuttosto che semplici risorse. Questa sinergia tra designer e batteri non solo apre la strada a nuove possibilità estetiche e funzionali, ma invita anche a una riflessione più profonda su come interagiamo con il mondo naturale e su come possiamo lavorare insieme per affrontare le sfide ambientali attuali.

Normal Phenomena of Life

Dopo anni di ricerca sull’intersezione tra design e biotecnologie, Natsai Audrey Chieza e Christina Agapakis hanno dato vita a Normal Phenomena of Life (Npol), un marchio di biodesign ed una piattaforma e-commerce che vende al dettaglio prodotti abilitati dalla biotecnologia. La loro ricerca e sperimentazione si basa sulla convinzione che materiali derivati dal petrolio possano essere sostituiti con alternative a basso consumo di risorse e a zero emissioni, ottenuti tramite processi biologici come la fermentazione.
Uno dei prodotti presenti sulla piattaforma è Gathering Lamp, una lampada realizzata con piastrelle Biolith® di Biomason, prodotte attraverso reazioni a temperatura ambiente attivate da batteri capaci di trasformare la sabbia in pietra, questa lampada portatile è progettata per essere completamente smontabile, con componenti modulari sostituibili, riparabili o riciclabili. Montata a mano con interventi minimi, la Gathering Lamp rispecchia l’economia delle risorse della natura, ideata per essere riutilizzata e recuperata senza sosta. Ogni piastrella è unica, quindi colore e finitura possono presentare lievi variazioni.

Biomason and Stone Cycling

Sia Ginger Krieg Dosie che Ward Massa hanno avviato le loro aziende per affrontare grandi sfide nell’ambiente costruito: BioMason per ridurre l'impatto della produzione di cemento e StoneCycling per affrontare il problema della generazione di rifiuti.

La produzione di cemento Portland (OPC) rappresenta oltre l'8% delle emissioni globali di CO₂, un impatto quattro volte superiore a quello dell'industria aerea. Biomason, con sede nel Research Triangle Park, produce cemento in modo completamente diverso, eliminando le emissioni. BioMason si compone di cristalli di carbonato di calcio formati grazie all’azione dei batteri in una soluzione sabbiosa. Le BioBasedTiles sono piastrelle in calcestruzzo preformato che vantano una delle impronte di carbonio più basse sul mercato.

“La domanda di materiali da costruzione a basse emissioni di carbonio è evidente,” ha dichiarato Massa di StoneCycling. “L’obiettivo della nostra collaborazione con Biomason è accelerare l’uso di materiali da costruzione e architettura a basso impatto ambientale.

Modern Synthesis e GANNI

La borsa Bou di Modern Synthesis in collaborazione con GANNI è realizzata in nanocellulosa batterica, una forma di cellulosa eccezionalmente fine e resistente ottenuta tramite fermentazione batterica. Questo biotessile, privo di componenti di origine animale, rappresenta un'alternativa raffinata alle pelli tradizionali e ai materiali sintetici. Bou è un prodotto che segna un passo significativo nella missione di GANNI di ridefinire il concetto di lusso responsabile, promuovendo l'utilizzo di materiali di origine biologica.

“Collaborando con Modern Synthesis per sviluppare la nostra iconica Bou Bag dai batteri, ci avviciniamo di un altro passo al nostro obiettivo di avere il 10% di materiali provenienti dai nostri Fabrics of The Future entro il 2025" Lauren Bartley, Sustainability & CSR Director di GANNI.

OFFPOLINN di Andrés Jaque

Cuocere, digerire, crescere e decomporsi sono processi interconnessi che creano alleanze tra diverse forme di vita. Questa è l'idea centrale di Transspecies Kitchen, un progetto nato da una collaborazione iniziata nel 2021 tra lo studio di architettura internazionale OFFPOLINN di Andrés Jaque e l'azienda spagnola di lavorazione della pietra M-Marble Project. Questa cucina unica mira a decarbonizzare la cottura, utilizzando la fermentazione come metodo principale di preparazione del cibo. La cucina, situata al Middleheim Museum di Anversa, in Belgio, non è alimentata a gas o elettricità, ma sfrutta l'energia generata dalle interazioni molecolari. Funzionando come un sistema digestivo collettivo, Transspecies Kitchen dimostra che il metabolismo è un processo condiviso, che dipende da collaborazioni che vanno oltre la sfera umana. Questa cucina unica mira a decarbonizzare la cottura, utilizzando la fermentazione come metodo principale di preparazione del cibo.