Picoplanktonics: sự kết hợp giữa công nghệ in 3D và vi khuẩn lam sống

Tại Gian triển lãm Canada thuộc Triển lãm Kiến trúc Venice 2025, nhóm thiết kế Living Room Collective mang đến một dự án sinh học độc đáo mang tên Picoplanktonics – nơi kết hợp giữa công nghệ in 3D và vi khuẩn lam sống để hấp thụ khí CO₂ trực tiếp từ không khí. Triển lãm do Hội đồng Nghệ thuật Canada ủy nhiệm, diễn ra từ ngày 10/5 đến 26/11/2025.

Trong cuộc trò chuyện với designboom, nhà thiết kế sinh học Andrea Shin Ling, trưởng nhóm nghiên cứu, chia sẻ: “Thuật ngữ 'thiết kế tái sinh' thường được dùng trong kiến trúc để nói đến hệ vật liệu tuần hoàn hoặc tái chế. Nhưng với Picoplanktonics, chúng tôi đề cập đến khái niệm tái sinh sinh học – nghĩa là khả năng phục hồi và tái tạo từ chính những phần đã tổn thương hay chết.”

Dự án kết hợp hai quá trình trao đổi chất cổ xưa trong tự nhiên: quang hợp và khoáng hóa sinh học. Vi khuẩn lam – một trong những sinh vật quang hợp sớm nhất trên Trái đất – chính là tâm điểm. Andrea giải thích: “Vi khuẩn lam được cho là nguyên nhân của Sự kiện Oxy hóa Lớn cách đây khoảng 2,4 tỷ năm – khi bầu khí quyển chuyển từ giàu CO₂ sang giàu O₂ nhờ quá trình quang hợp.”

Ngoài ra, vi khuẩn lam còn có khả năng khoáng hóa CO₂, tức là biến khí CO₂ trong không khí thành khoáng chất rắn như carbonate. Những khoáng chất này có thể giữ lại carbon vĩnh viễn, ngăn không cho nó quay lại khí quyển.

Các cấu trúc sinh học của Picoplanktonics được tạo ra tại phòng thí nghiệm của ETH Zürich. Điều đặc biệt là vi khuẩn lam sống được đưa trực tiếp vào trong vật liệu khi in 3D, chứ không phải bổ sung sau. Để chúng phát triển và “hoàn thiện” cấu trúc, nhóm cần cung cấp đủ ánh sáng, độ ẩm và nhiệt độ.

“Ý tưởng ở đây là con người khởi tạo quá trình chế tác, nhưng chính vi khuẩn – dưới sự chăm sóc của chúng tôi – sẽ tiếp tục hoàn tất quá trình đó,” Andrea giải thích. Tại Venice, những điều kiện thuận lợi như nắng ấm, độ ẩm cao và nước muối trở thành yếu tố quan trọng, trực tiếp định hình thiết kế và lựa chọn vị trí trưng bày trong gian triển lãm Canada.

Một trong những điều đặc biệt của Picoplanktonics chính là khả năng phục hồi của hệ vi sinh. Vi khuẩn lam sống trong các cấu trúc có thể chết đi khi gặp điều kiện khắc nghiệt, như khi độ ẩm không đủ, nhưng vẫn có khả năng tái sinh khi môi trường trở nên thuận lợi.

Andrea chia sẻ: “Chúng tôi từng quan sát thấy nhiều đợt ‘ốm yếu’ của vi khuẩn – bị oxy hóa hoặc suy kiệt. Nhưng với sự chăm sóc, chúng có thể hồi phục và tiếp tục hoạt động hấp thụ carbon.” Đây chính là định nghĩa của thiết kế tái sinh mà nhóm theo đuổi: không chỉ là vòng đời vật liệu khép kín, mà là một hệ thống sống động, có thể chữa lành chính mình.

Tuy nhiên, tính “phản ứng sinh học” của vật liệu cũng khiến quá trình không ổn định – có thể dẫn đến những kết quả ngoài mong muốn. Đó là lý do nhóm nghiên cứu phải liên tục theo dõi, điều chỉnh và học hỏi từ phản ứng của chính hệ vật liệu họ tạo ra.

Triển lãm Picoplanktonics hiện đang được trưng bày tại Gian Canada – Venice Architecture Biennale 2025 từ nay đến hết ngày 26/11/2025, nơi khách tham quan có thể trực tiếp chứng kiến quá trình nghiên cứu, thử nghiệm và phát triển của một hệ kiến trúc sinh học thực sự biết "sống".

Nguồn: designboom

Biên dịch: Hoàng Linh