ETH Zürih’te yürütülen disiplinler ortası bir araştırma, yapı gereçleriyle karbon yakalama teknolojilerini birleştiren dikkat cazibeli bir gelişmeye imza attı. Biyoloji, kimya ve mühendislik alanlarından uzmanların ortak çalışmasıyla geliştirilen bu “canlı” gereç, sadece büyüyüp form almakla kalmıyor; birebir vakitte havadaki karbondioksiti direkt emerek tabiatla etkileşime giriyor.
Yeni kuşak 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 deveranını mümkün kılıyor. Laboratuvar ortamında bakterilerin 400 günü aşkın müddetle etkin kaldığı gözlemlendi.
Ekip ayrıyeten, bu malzemeyi üç boyutlu yazıcıyla şekillendirerek performansı artırdı. Yüksek yüzey alanına sahip yapılar, daha fazla ışık alıyor ve bakterilerin eşit formda beslenmesini sağlıyor. Bu da karbon yakalama verimliliğini artıran kıymetli bir faktör.
Uygulamalar gerçek hayatta başladı bile
Araştırmanın laboratuvar sonlarını 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, sırf çevresel değil, görsel bir bedel de kazanmış oluyor.
Geleneksel karbon yakalama prosedürleri ekseriyetle büyük endüstriyel sistemlere, güç ağır süreçlere yahut kimyasal hususlara dayanıyor. ETH Zürih’in geliştirdiği bu materyal ise büsbütün farklı bir yaklaşım sunuyor: Pasif, sürdürülebilir ve düşük maliyetli… Biyolojik yapılar kullanılarak geliştirilen bu sistem, görünmez değil, hatta dikkat alımlı bir halde çevresel katkı sunuyor.
Araştırmacılar, bu tıp canlı materyallerin gelecekte binaların yapısına direkt entegre edilerek, yapıların hayat 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.
