Команда дослідників з Канади на чолі з біодизайнером Андреа Шін Лінг представила напрочуд незвичну експозицію на Венеціанській архітектурній бієнале 2025 року. Виставка Picoplanktonics – це низка 3D-друкованих біоструктур на основі живих ціанобактерій, які вловлюють вуглекислий газ із повітря на подобу живим деревам.
Щоб створити об’єкти для Picoplanktonics, автори об’єднали два метаболічні процеси: фотосинтез і біоцементацію. Для першого вони використовують ціанобактерії – один із найдавніших груп бактеріальних організмів на планеті.
«Ціанобактерії є одними з перших фотосинтезувальних організмів і, як вважається, відповідальні за Велику оксигенацію, коли 2,4 мільярда років тому атмосфера перетворилася з середовища з високим вмістом CO₂ на середовище з високим вмістом O₂ завдяки фотосинтезу», – пояснює Андреа Шін Лінг.
Друковані біоструктури також можуть втілювати процес біоцементації – коли вуглекислий газ, захоплений з повітря, перетворюється на тверді мінерали, такі як карбонати. Завдяки цьому отримані мінерали діють як «цемент» і можуть назавжди зберігати вуглець, утримуючи його поза атмосферою.
Перед тим як привезти виставку до Венеції, Андреа Шін Лінг з колегами виготовили 3D-друковані біоструктури в лабораторії ETH Zürich. Біодизайнерка розповідає, що під час виготовлення цих структур вони вже на етапі друку, а не пізніше, вводять живі ціанобактерії. Потім потрібно дати бактеріям можливість рости і доглядати за ними, щоб вони могли розвиватися. Це означає, що їм потрібно забезпечити достатньо світла, тепла і вологості, щоб бактерії могли розмножуватись, а конструкції – поступово міцнішати.
У Picoplanktonics колектив працює з бактеріями як живим компонентом своєї матеріальної системи. Вони мають здатність рости і гинути в 3D-друкованих біоструктурах, як показано у Венеції, а колонія може відновлюватися в сприятливих умовах після періодів занепаду. Однак Андреа Шін Лінг каже, що цей процес не обов’язково є постійним, оскільки залежить від умов навколишнього середовища в конкретний момент часу.
«Наприклад, біодрук може висохнути, якщо повітря в той тиждень буде занадто сухим, і багато бактерій загинуть. Але оскільки система є регенеративною, бактеріальна популяція має потенціал до відновлення, коли повертаються сприятливі умови, і потім продовжує свою роботу з поглинання вуглецю», – ділиться вона з designboom.
Під час дослідження група також отримала зразки, в яких бактерії «захворіли», зношувалися або виглядали надмірно окисненими. За допомогою певного догляду живі ціанобактерії змогли відновити себе до здорового стану. Саме це має на увазі Андреа Шін Лінг, коли описує регенеративний дизайн. Він більше зосереджується на потенціалі біологічних матеріальних систем, які є динамічними та відновлювальними.
«Але їхня реактивність також може створювати ситуації, яких ми не хочемо. Тому значна частина проєкту полягає в тому, щоб зрозуміти, що спричиняє ці ситуації, та моніторити умови, щоб ми могли відповідно реагувати», – додає біодизайнерка.
Відвідувачі Венеціанської архітектурної бієнале можуть на власні очі побачити процес дослідження та прогрес Picoplanktonics у Канадському павільйоні, який буде відкритий до 26 листопада 2025 року.