Mult timp, ideea unor clădiri care „simt”, se repară singure sau se adaptează mediului a aparținut mai degrabă science-fiction-ului decât practicii arhitecturale. Astăzi însă, cercetarea din laboratoare de top aduce această viziune tot mai aproape de realitate, prin dezvoltarea unei noi clase de materiale: Engineered Living Materials (ELMs) – materiale vii, proiectate și cultivate pentru a deveni parte activă a mediului construit.

Spre deosebire de materialele convenționale, ELM-urile integrează organisme biologice – bacterii, fungi sau microalge – care conferă proprietăți imposibil de obținut prin tehnologii clasice: capacitatea de a răspunde la stimuli de mediu, de a se auto-repara, de a capta carbon sau chiar de a „crește” în timp. În acest sens, materialele nu mai sunt elemente pasive, ci participanți dinamici la funcționarea clădirii.

Unul dintre cele mai promițătoare domenii din acest spectru este cel al ELM-urilor multistrain, care combină mai multe organisme specializate, fiecare cu un rol distinct. Dacă materialele „single-strain” se bazează pe un singur tip de organism pentru multiple funcții, sistemele multistrain funcționează similar ecosistemelor naturale: unele microorganisme detectează schimbări de mediu, altele produc minerale, altele susțin structura sau protejează ansamblul în condiții de stres. Această redundanță biologică crește semnificativ reziliența materialului.

Un exemplu relevant este cercetarea realizată de echipe de la Montana State University, care au combinat miceliul unui fung cu bacterii capabile să producă biociment. Miceliul oferă o rețea structurală ușoară și modelabilă, în timp ce bacteriile mineralizează această structură prin precipitare de carbonat de calciu, rezultând un material inspirat de arhitectura internă a osului. Testele au arătat că acest biocompozit rămâne „viu” și funcțional timp de aproape o lună, demonstrând potențialul real al unor materiale capabile să se mențină active și adaptabile.

O altă direcție intens explorată este utilizarea hidrogelurilor infuzate cu microorganisme proiectate genetic. Aceste matrice hidratate creează un mediu ideal pentru activitatea biologică și permit distribuția controlată a nutrienților și gazelor. Cercetările realizate la MIT au demonstrat că hidrogelurile care conțin mai multe tulpini de bacterii pot funcționa ca senzori biologici, detectând metale grele, poluanți sau modificări chimice ale mediului și reacționând vizibil, inclusiv prin schimbări de culoare. Translatate în arhitectură, astfel de materiale ar putea deveni membrane inteligente sau „pielea” clădirii, capabilă să răspundă activ la poluare sau variații climatice.

Poate cele mai sofisticate sunt sistemele bazate pe consorții microbiene mutual dependente, în care diferite organisme își furnizează reciproc nutrienți esențiali. Acest tip de relație, studiat inclusiv de cercetători de la EPFL Lausanne, crește semnificativ durata de viață și stabilitatea materialului, chiar în condiții dificile precum uscăciunea, salinitatea sau variațiile de temperatură. Într-un context arhitectural, astfel de materiale ar putea fi ideale pentru fațade expuse, spații subterane sau zone greu accesibile, unde întreținerea este costisitoare.

Desigur, provocările rămân semnificative. Viabilitatea pe termen lung este încă limitată, majoritatea ELM-urilor degradându-se în săptămâni sau luni, din cauza epuizării nutrienților sau a condițiilor de mediu. În plus, aspectele de biosiguranță și reglementare sunt departe de a fi clarificate. Codurile de construcție actuale nu sunt pregătite să evalueze materiale care pot crește, evolua sau reacționa biologic, iar acceptarea publică va necesita un proces de educare și transparență.

Cu toate acestea, direcția este clară. Pe măsură ce schimbările climatice cresc presiunea asupra materialelor tradiționale, iar cerințele de sustenabilitate devin tot mai stricte, ELM-urile propun o schimbare de paradigmă: materiale care nu doar rezistă mediului, ci interacționează activ cu el. În viitor, arhitecții ar putea să nu mai „specifice” doar materiale, ci să le cultive, alegând combinații de organisme în funcție de funcțiuni – de la captarea carbonului la repararea fisurilor sau reglarea microclimatului.

Astfel, arhitectura începe să semene tot mai mult cu un ecosistem. Chiar dacă materialele vii rămân, deocamdată, în zona experimentală, ele deschid o perspectivă profund diferită asupra mediului construit: una în care clădirile nu sunt obiecte inerte, ci sisteme adaptive, regenerative și, într-un sens foarte concret, vii.