I biomateriali e la nuova frontiera dei materiali viventi: le alghe
Courtesy of bioMATTERS
Il secondo 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
Dopo aver introdotto il concetto di Living Materials e averne esplorata la declinazione nei materiali a base di micelio, questo articolo si concentra su un’altra categoria di materiali vivi, ovvero quelli plant-based ed in particolare quelli derivati dalle alghe.
“I materiali a base di alghe possono sostituire i componenti sintetici e i combustibili fossili come il petrolio, contribuendo alla transizione verso un’economia circolare” (Jones et al., 2022).
In questo periodo storico, in cui assistiamo a un uso eccessivo di risorse non rinnovabili, abbiamo bisogno di un approccio circolare e biofilico. Grazie ad alcuni designer che stanno promuovendo approcci e metodologie in questa direzione, stiamo iniziando a vedere che sistemi alternativi di produzione e consumo sono possibili, e stiamo riconoscendo che l'innovazione dei materiali sarà cruciale per raggiungere questo obiettivo.
Attualmente la maggior parte dei polimeri di origine biologica deriva dalla cellulosa vegetale proveniente dall'agricoltura. Tuttavia, per poter sostituire efficacemente i grandi volumi di polimeri a base di petrolio senza compromettere le risorse agricole destinate alla produzione alimentare, è fondamentale sviluppare nuovi nuovi materiali a partire da altre risorse facilmente e velocemente rinnovabili. Grazie alla loro rapidità di crescita e alla capacità di assorbire anidride carbonica, le alghe ad esempio rappresentano una valida risposta.
“Le alghe marine sono in grado di crescere fino a 60 volte più velocemente delle piante terrestri, offrendo una risorsa rinnovabile a basso impatto per il settore edile” (Smith et al., 2021).
Courtesy of Katarina Kruus - pigmenti estratti da alghe locali
Già da tempo l’uomo conosce le proprietà delle alghe e le utilizza in diversi ambiti, come quello della nutrizione - in quanto contengono vitamine, minerali, antiossidanti, aminoacidi e fibre, oppure in ambito medico per i loro effetti antinfiammatori e antiossidanti. Ma negli ultimi anni, anche il mondo del design ha iniziato a guardare con crescente interesse alle alghe come risorsa alternativa.
“La coltivazione di alghe può contribuire al raggiungimento degli obiettivi dell’UE in termini di decarbonizzazione, inquinamento zero, circolarità, conservazione e ripristino della biodiversità, protezione degli ecosistemi e sviluppo di servizi ambientali.” Green Deal europeo
Courtesy of Giestas
Le alghe sono vegetali che vivono in ambienti acquatici e ne esistono un’infinità varietà. Ad esempio possono variare nella dimensione, partendo dalle microscopiche, come la Chlorella, una microalga unicellulare, fino ad arrivare a quelle di dimensioni macroscopiche, come il kelp gigante, che può raggiungere lunghezze di oltre 30 metri. Anche le forme delle alghe possono essere molto diverse. Ad esempio, la Spirogyra ha una forma filamentosa, con strutture lunghe e sottili, mentre la Ulva ha una forma lamellare, simile a una foglia piatta e larga. Ed infine le alghe vengono spesso classificate anche in base al loro colore, che dipende dai pigmenti presenti nelle loro cellule. Le alghe verdi, come la Chlorophyta, contengono clorofilla, mentre le alghe rosse, come la Rhodophyta, hanno pigmenti rossi.
Dal punto di vista dei materiali, le alghe offrono una versatilità sorprendente. Possono essere trasformate in bioplastiche, fibre tessili o materiali compositi per rivestimenti e strutture. Inoltre, i prodotti derivati dalle alghe sono completamente biodegradabili, rendendoli ideali per applicazioni temporanee o a ciclo chiuso.
Diverse aziende, studi di progettazione e ricercatori hanno iniziato ad esplorare il potenziale di questi materiali applicandoli ai vari settori del design.
EcoLogic Studio
EcoLogicStudio è uno studio di architettura e design con sede a Londra, fondato da Claudia Pasquero e Marco Poletto. Lo studio si concentra sulla fusione tra biologia, tecnologia e design. Tra i materiali che esplorano le alghe occupano un posto di rilievo.
Courtesy of EcoLogic Studio
PhotoSynthetica Collection è la loro prima collezione di prodotti di design biofilico (un approccio che si ispira all’estetica e alla funzionalità dei sistemi naturali). Questa collezione è il culmine di cinque anni di ricerca e sviluppo ed implementa i risultati di diversi progetti ideati da EcoLogicStudio, come la BioBombola, l’Otrivin Air Lab, l’Air Office e il Tree One.
La PhotoSynthetica Collection include: l'AIReactor - un purificatore d'aria biotecnologico da scrivania; lo Sgabello Compostabile; e il Bio-Digital Ring - un gioiello stampato in 3D realizzato con inquinamento ri-metabolizzato.
Ogni pezzo collega le sfere del design biofilico e digitale, implementando una vera circolarità sia nella produzione che nell'uso. Infatti la biomassa generata dal processo di purificazione dell'aria diventa materia prima per la stampa 3D dello sgabello compostabile e del gioiello.
"Questa collezione nasce dal sogno di far crescere la città del futuro partendo dall'inquinamento residuo della nostra attuale civiltà fossile. Più che prodotti, questi primi tre oggetti sono strumenti per avviare un processo collettivo di ri-metabolizzazione urbana", afferma Marco Poletto.
Courtesy of EcoLogic Studio
bioMATTERS
bioMATTERS, uno studio di biodesign con sede sia a New York che a Londra, ha progettato MYCO-ALGA, un sistema di rivestimento per interni realizzato con micelio e alghe stampati in 3D.
Queste piastrelle sono composte da organismi viventi e da rifiuti naturali e organici riciclati, garantendo un prodotto finale completamente biodegradabile. La fase finale prevede l'applicazione di bio-pigmenti estratti dalla biomassa di alghe raccolta, trasformati in gel, questi pigmenti vengono stampati in 3D su ogni piastrella.
