Un equipo de investigadores de la Universidad de Colorado Boulder ha logrado desarrollar una lámpara que funciona sin necesidad de enchufes, baterías o paneles solares. Su secreto: la luz producida por microorganismos vivos, específicamente algas marinas bioluminiscentes.
Según un estudio publicado en la revista Science Advances, los científicos crearon lámparas impresas en 3D alimentadas por algas bioluminiscentes, un avance que podría permitir sistemas de iluminación independientes de la red eléctrica y con capacidad de capturar carbono mientras generan luz.
El organismo utilizado es Pyrocystis lunula, un alga marina unicelular que emite destellos azules cuando es perturbada por el movimiento de las olas o el paso de embarcaciones.
Sin embargo, esa bioluminiscencia natural dura apenas milisegundos. Por eso, los investigadores buscaron extender la duración de la emisión lumínica para hacer viable su aplicación práctica.
El truco estaba en la química
Los primeros intentos del equipo consistieron en replicar el estímulo mecánico que el alga recibe en el mar, pero no funcionó. “En realidad no respondían a eso”, señaló Giulia Brachi, coinventora del método y bioingeniera de la Universidad de Colorado en Boulder, en declaraciones recogidas por The Guardian.
Según un informe de Smithsonian Magazine, el equipo cambió de estrategia y recurrió a la química. Investigaciones previas indicaban que ciertos compuestos podían activar la bioluminiscencia de P. lunula. Así, sumergieron las algas en dos soluciones: una tan ácida como el jugo de tomate y otra tan básica como un jabón suave.
Ambas produjeron luz, pero con resultados distintos. La solución básica generó un brillo difuso y breve, señal de estrés celular. En cambio, la solución ácida permitió que las algas mantuvieran una luminosidad concentrada durante hasta 25 minutos.
“Fue un momento muy emocionante cuando encontramos el estimulante químico adecuado que permitió que la luz permaneciera encendida durante mucho tiempo. Esta es la primera vez que hemos descubierto cómo mantener la luminiscencia”, afirmó Brachi en un comunicado.
De las algas a la impresora 3D
Con ese hallazgo, los investigadores integraron las algas en un gel a base de agua apto para impresión en 3D.
El material tomó formas como una media luna, una cuadrícula y el logotipo de la universidad. Los organismos se mantuvieron vivos dentro de esas estructuras durante cuatro semanas. Al finalizar, las muestras tratadas con ácido conservaron el 75% de su luminosidad.
El proceso bioluminiscente depende de una enzima llamada luciferasa, presente en P. lunula. Esta enzima acelera una reacción entre el oxígeno y una molécula llamada luciferina, liberando energía en forma de luz. El nombre luciferasa proviene del latín lucifer, que significa “portador de luz”.
Robots en el espacio y sensores de toxinas
Wil Srubar, coautor del estudio y científico de materiales de la Universidad de Colorado Boulder, describió el proyecto como una apuesta ambiciosa.
“Tenía curiosidad por saber si podríamos crear un mundo en el que no usáramos electricidad, sino que recurriéramos a la biología para producir luz. Este descubrimiento abre el camino para el desarrollo de otros materiales y dispositivos de luz biológica”, señaló en el comunicado de la universidad, citado por Smithsonian Magazine.
Las aplicaciones previstas incluyen barras luminosas, pulseras brillantes e iluminación sin baterías para robots autónomos en las profundidades marinas o en el espacio. Si se descubre que P. lunula reacciona a otras sustancias químicas, el organismo podría funcionar como sensor para detectar toxinas en el agua.
La dimensión ambiental del hallazgo es relevante: las algas son fotosintéticas y absorben dióxido de carbono disuelto para producir su alimento. “Almacenamos carbono mientras producimos luz, mientras que, tradicionalmente, emitimos carbono para iluminar espacios”, subrayó Srubar.
Chris Howe, bioquímico de la Universidad de Cambridge que no participó en la investigación, señaló a The Guardian que trasladar la tecnología del laboratorio a entornos reales será complejo, aunque consideró que el estudio es un primer paso significativo.
Fuente: Infobae
