Integrating structure and function of ecological mechanical and mineralogical properties of marine calcifiers: Shell carbonates as source of bio-inspiration (Carbo Nat Lab)

La propuesta trata de integrar aspectos de la ecología de los moluscos y otras especies calcificadoras de la costa de Chile, con sus atributos bio-mecánicos y bio-mineralógicos para mejorar y  potenciar el desarrollo de innovaciones tecnológicas que impacten positivamente la sustentabilidad de la industria acuicultora y pesquería artesanal.

La caparazón o conchas de los moluscos es un biomaterial compuesto de una fase mineral (95-99%), predominantemente carbonato de calcio (CaCO3) y una matriz orgánica de biopolímero (1-5%). En este proceso de biomineralización, los moluscos utilizan biomoléculas especializadas para precipitar aragonita o calcita, y controlar el crecimiento cristalino. El análisis biomecánico de este biomaterial sugiere que aunque los carbonatos están restringidos por las mismas leyes físicas que sus contrapartes artificiales, éstos presentan diferencias radicales en sus propiedades materiales. Lo que implica que el diseño evolutivo y las presiones ambientales han moldeado la forma y estructura que caracterizan sus funciones biológicas, ofreciendo una percepción sobre cómo la naturaleza ha desarrollado estos componentes estructurales para mejorar sus propósitos funcionales. Sin embargo, aunque la calcificación de la concha se considera principalmente controlada biológicamente, factores ambientales como la química del agua de mar (e.g., acidificación) y temperatura pueden afectarlo modificando la composición mineralógica. En este proyecto, evaluamos  la variación natural en la producción de carbonato a lo largo de la costa chilena, para  determinar cómo las propiedades mecánicas y estructurales de las conchas de moluscos sostienen sus  funciones biológicas, e en el contexto de factores climáticos  estresantes. Este estudio proporcionará una sólida base científica para fortalecer la sostenibilidad de la acuicultura en Chile y promover el desarrollo de innovaciones tecnológicas que usen las propiedades únicas de este biomaterial.

Leyenda fotografía: Los ostiones son organismos calcificadores cuya biología,  manejo en cultivo y atributos de mercado requieren que sus valvas compuestas de carbonato de calcio, un biomaterial, cumplan propiedades mecánicas y minerales específicas.