ETH Zürih’te yürütülen disiplinler ortası bir araştırma, yapı materyalleriyle karbon yakalama teknolojilerini birleştiren dikkat cazip bir gelişmeye imza attı. Biyoloji, kimya ve mühendislik alanlarından uzmanların ortak çalışmasıyla geliştirilen bu “canlı” materyal, sırf büyüyüp form almakla kalmıyor; tıpkı vakitte havadaki karbondioksiti direkt emerek tabiatla etkileşime giriyor.
Yeni jenerasyon bu materyalin temelini, su açısından varlıklı bir hidrojel ve siyanobakteriler oluşturuyor. Yeryüzündeki en eski canlılardan biri olan bu mikroorganizmalar, fotosentez yoluyla düşük ışık şartlarında bile çalışabiliyor. Hidrojelin içine yerleştirilen bakteriler, atmosferdeki karbondioksiti evvel biyokütleye, akabinde ise kalıcı bir forma (katı karbonatlara) dönüştürerek depoluyor.
Malzeme yalnızca canlı organizmaları desteklemekle kalmıyor; zamanla fizikî olarak da güçleniyor. Karbonat minerallerinin birikmesiyle giderek sertleşen bu yumuşak yapı, dış ortam şartlarında da güçlü hale geliyor. Hidrojelin yarı geçirgen yapısı, ışığın içeriye ulaşmasını, su ve besinlerin dolanımını mümkün kılıyor. Laboratuvar ortamında bakterilerin 400 günü aşkın mühletle faal kaldığı gözlemlendi.
Ekip ayrıyeten, bu malzemeyi üç boyutlu yazıcıyla şekillendirerek performansı artırdı. Yüksek yüzey alanına sahip yapılar, daha fazla ışık alıyor ve bakterilerin eşit biçimde beslenmesini sağlıyor. Bu da karbon yakalama verimliliğini artıran değerli bir faktör.
Uygulamalar gerçek hayatta başladı bile
Araştırmanın laboratuvar hudutlarını aşan birinci örneklerinden biri, Venedik Mimarlık Bienali’nde sergilendi. Burada hidrojel kullanılarak oluşturulan üç metrelik sütunlar, yılda bir genç çam ağacının emdiği kadar, yani yaklaşık 18 kilogram karbondioksiti yakalayabiliyor.
Benzer bir proje, İtalya’nın Milano kentinde yürütülüyor. Bu projede canlı gereç, ahşap yüzey kaplaması olarak kullanılıyor ve mikrobiyal büyüme, estetik bir tasarım öğesine dönüştürülüyor. Böylelikle karbon yakalama, sadece çevresel değil, görsel bir bedel de kazanmış oluyor.
Geleneksel karbon yakalama teknikleri çoklukla büyük endüstriyel sistemlere, güç ağır süreçlere yahut kimyasal unsurlara dayanıyor. ETH Zürih’in geliştirdiği bu gereç ise büsbütün farklı bir yaklaşım sunuyor: Pasif, sürdürülebilir ve düşük maliyetli… Biyolojik yapılar kullanılarak geliştirilen bu sistem, görünmez değil, hatta dikkat cazibeli bir biçimde çevresel katkı sunuyor.
Araştırmacılar, bu cins canlı materyallerin gelecekte binaların yapısına direkt entegre edilerek, yapıların ömür döngüsü boyunca etrafa olan tesirlerini azaltabileceğine inanıyor. Yani yalnızca inşa edilen değil, yaşayan ve etrafa katkı sağlayan yapılar mümkün olabilir.
Söz konusu araştırmanın detayları, bilimsel mecmua Nature Communications’da yayımlandı.
