Yaşayan Yapı Malzemesi Geliştirildi: Havadaki Karbondioksiti Emiyor

ETH Zürih’teki araştırmacılar, güneş ışığını kullanarak karbondioksit emen ve aynı zamanda büyüyebilen "fotosentetik canlı bir malzeme" geliştirdi. Bu yeni nesil yapı malzemesi, sadece çevreci değil, aynı zamanda mimariyi biyolojiyle buluşturuyor.

Binalarınız Nefes Alacak: ETH Zürih’te Geliştirilen Yeni Canlı Malzeme Karbon Yutuyor

Geleceğin yapı malzemeleri artık sadece sağlam ve estetik değil, aynı zamanda canlı ve çevreci olabilir. ETH Zürih’te yürütülen disiplinlerarası bir araştırma, mimari ve biyolojiyi bir araya getirerek sıra dışı bir malzeme geliştirdi: fotosentetik canlı malzeme. Bu malzeme, içeriğindeki eski çağlardan kalma siyanobakteriler sayesinde güneş ışığını kullanarak hem büyüyor hem de havadaki karbondioksiti iki kat etkili biçimde emiyor.

Malzemenin temelini, özel olarak tasarlanmış, yüksek su içeriğine sahip bir hidrojel oluşturuyor. Bu jel yapı, siyanobakterilerin yaşamını sürdürebileceği ideal ortamı sağlıyor. Araştırma ekibinin başında yer alan Makromoleküler Mühendislik Profesörü Mark Tibbitt’e göre, “Bu malzeme hem biyokütle üretimiyle karbonu bağlıyor hem de mineralleşme yoluyla onu daha kararlı bir formda hapsediyor.”

Çift Yönlü Karbon Yakalama Mekanizması

Yeni geliştirilen bu malzeme, sadece büyümekle kalmıyor, aynı zamanda çevresine etki ederek karbondioksiti katı minerallere dönüştürüyor. Bu süreçte ortaya çıkan karbonatlar (örneğin kireçtaşı), havadaki karbondioksiti uzun vadeli olarak depolayan ek bir karbon yutağı işlevi görüyor. Araştırmada görev alan doktora öğrencisi Yifan Cui, siyanobakterilerin en eski ve en verimli fotosentetik canlılar olduğunu, çok zayıf ışık koşullarında dahi etkili şekilde biyokütle üretebildiklerini vurguluyor.

400 Gün Boyunca Sürekli Karbon Yakalama

Laboratuvar testlerinde, bu malzemenin 400 gün boyunca aktif biçimde CO₂ emmeye devam ettiği ve gram başına ortalama 26 mg CO₂ depoladığı tespit edildi. Bu miktar, birçok biyolojik yönteme kıyasla oldukça yüksek ve bazı geri dönüştürülmüş betonlarda uygulanan kimyasal mineralizasyon teknikleriyle karşılaştırılabilir düzeyde.

3D Baskı ile Şekillendirilebilir, Uzun Ömürlü ve Verimli

Malzeme, 3D yazıcılar kullanılarak çeşitli formlarda üretilebiliyor. Tasarımın geometrisi, ışık geçirgenliğini artırmak, besin akışını kolaylaştırmak ve bakterilerin daha verimli çalışmasını sağlamak üzere optimize edildi. Yüksek yüzey alanına sahip bu yapılar, içlerine pasif şekilde sıvı taşıyabiliyor ve bakterilerin tüm yapıya yayılmasını sağlıyor. Tibbitt’in araştırma grubundan Dalia Dranseike, bu yapıların içindeki bakterilerin bir yıl boyunca canlı ve aktif kaldığını belirtiyor.

Canlı Yapılar Mimariye Taşınıyor

Bu yenilik sadece laboratuvarda kalmadı. ETH Zürih’te doktora yapan mimar Andrea Shin Ling’in öncülüğünde bu malzeme, Venedik Mimarlık Bienali ve Milano Trienali gibi prestijli etkinliklerde sergilendi. Venedik’teki Picoplanktonics isimli kurulumda üç metreye kadar ulaşan iki canlı yapı inşa edildi. Her biri yılda 18 kg’a kadar CO₂ yakalayabiliyor – bu da 20 yaşındaki bir çam ağacının yıllık karbon tutma kapasitesine denk geliyor.

Milano’daki Dafne's Skin adlı başka bir projede ise, mikroorganizmaların zamanla ahşap yüzeylerde oluşturduğu yeşil patina, hem estetik bir öge hem de çevreci bir çözüm olarak değerlendiriliyor. Bu canlı dış cephe kaplaması, zamanla karbondioksit emerek hem biyolojik bir tasarım unsuru hem de aktif bir karbon yutağı haline geliyor.

Biyoteknoloji ve Mimarlık El Ele

ETH Zürih’in ALIVE (Yaşayan Malzemelerle Gelişmiş Mühendislik) adlı girişimi kapsamında yürütülen bu proje, farklı disiplinlerden araştırmacıları bir araya getirerek yaşamla entegre malzemeler üretmeyi hedefliyor. Gelecekte bu tür biyomalzemelerin, özellikle bina cephelerinde kaplama malzemesi olarak kullanılarak yapıların tüm yaşam döngüsü boyunca atmosferden karbon çekmeleri planlanıyor.

Sonuç Olarak: Geleceğin Binaları Sadece Yaşanacak Yerler Değil, Aynı Zamanda Canlı ve Soluyan Yapılar Olacak

KAYNAK: sciencedaily