Urina este, pentru majoritatea dintre noi, un deșeu universal și un subiect despre care nu prea vorbim. Și totuși, ascunde o resursă cu potențial remarcabil.
O echipă de cercetători a demonstrat că lichidul pe care îl eliminăm zilnic ar putea deveni material medical de vârf, în timp ce ajută la protejarea mediului. Pare science-fiction, dar este o realitate solidă și, mai ales, promițătoare.
În fiecare zi, miliarde de litri de urină ajung în sistemele de canalizare din întreaga lume. Departe de a fi inofensivă, urina transportă o încărcătură mare de nutrienți — în special azot și fosfor — care pot destabiliza ecosistemele acvatice.
Contribuie la eutrofizare: un surplus de nutrienți favorizează înflorirea algelor, consumă oxigenul din apă și sugrumă viața acvatică. Ce -ar fi dacă acest lichid problematic s-ar transforma în ceva util?
Asta au reușit cercetătorii de la Universitatea din California, Irvine, alături de laboratoare din Japonia și SUA. Ei au găsit o cale de a converti urina în hidroxiapatită (HAp), un fosfat de calciu prezent în mod natural în oasele și dinții noștri.
Hidroxiapatita este deja folosită în implanturi osoase și dentare datorită proprietăților ei: este ușoară, biocompatibilă și durabilă. Problema e că producerea ei, în mod convențional, este scumpă și complicată. Soluția propusă?
O drojdie modificată genetic, poreclită osteoyeast, care imită comportamentul osteoblastelor — celulele umane care formează țesutul osos. Mecanismul este elegant și eficient. Ureea din urină este descompusă de drojdie, ceea ce ridică pH-ul mediului.
Această schimbare declanșează un proces intern prin care celula acumulează calciu și fosfat, elementele esențiale ale osului. Cristalele de hidroxiapatită se formează în interiorul drojdiei, apoi sunt secretate în afara celulei.
Rezultatul este concret: se pot obține până la 1 gram de hidroxiapatită dintr-un litru de urină, în mai puțin de 24 de ore. Metoda nu cere echipamente sofisticate și nici temperaturi extreme. Se apropie mai mult de arta fabricării berii: drojdii, recipiente, un mediu controlat — și atât.
Asta deschide posibilitatea implementării la scară largă, inclusiv în regiuni cu infrastructură medicală limitată. Un astfel de procedeu poate recupera materiale valoroase la cost redus și poate susține producția locală de componente esențiale pentru medicina modernă. Iar cererea există deja.
Hidroxiapatita este folosită pentru substituenți osoși, pentru acoperirea protezelor, în sisteme de eliberare a medicamentelor și chiar în anumite tehnici de restaurare arheologică.
Cu acest nou mod de producție, materialele ar putea deveni mai accesibile, mai sustenabile și mai prietenoase cu mediul. Până în 2030, piața HAp este estimată la peste 3,5 miliarde de dolari. Cercetarea nu se oprește aici.
David Kisailus, coautor al studiului, colaborează cu profesorul Yasuo Yoshikuni de la Lawrence Berkeley Lab pentru a adapta sistemul și la alte materiale funcționale — inclusiv pentru aplicații energetice sau pentru imprimare 3D. Ținta este clară: folosirea versatilității drojdiei pentru a crea materiale arhitecturate, cu proprietăți făcute la comandă, de la caracteristici mecanice, la cele optice sau termice.
Cu alte cuvinte, materiale inteligente obținute dintr-o resursă neglijată. Proiectul a fost finanțat de Departamentul Energiei din SUA, DARPA și Forțele Aeriene americane. Studiul a fost publicat în revista Nature Communications.
