Bilim insanları, atmosferdeki karbondioksiti (CO2) doğrudan yakalayabilen ve büyüyebilen, canlı bir yapı malzemesi geliştirdi. Makromoleküler Mühendislik Profesörü Mark Tibbitt liderliğindeki bu çalışma, fotosentetik bakterileri (siyanobakteriler) özel bir jel içerisine yerleştirerek gerçekleştirildi. Bu yenilikçi malzeme, 3D baskı teknolojisiyle şekillendirilebiliyor ve büyümek için sadece güneş ışığı, karbondioksit ve temel besinlerle zenginleştirilmiş yapay deniz suyuna ihtiyaç duyuyor.

İki Yönlü Karbon Depolama: Hem Biyokütle Hem Mineral

Bu malzemenin en dikkat çekici özelliklerinden biri, karbonu sadece biyokütle olarak değil, aynı zamanda mineral formda da depolayabilmesi. Siyanobakterilerin fotosentez sürecinde, malzemenin iç yapısında kireç taşı gibi katı karbonatlar oluşuyor. Bu mineraller, uzun ömürlü karbon depoları olarak görev yaparak hem çevresel hem de yapısal açıdan avantaj sağlıyor.

Tibbitt’in ekibinden doktora öğrencisi Yifan Cui, bu sürecin malzemeyi mekanik olarak da güçlendirdiğini belirtiyor: “Siyanobakteriler zamanla bu yumuşak yapıyı sertleştiriyor.” Laboratuvar testlerine göre, bu canlı yapı 400 gün boyunca kesintisiz bir şekilde karbondioksit bağlayabiliyor. Malzemenin gramı başına 26 miligram CO₂ tutulduğu gözlemlendi. Bu oran, geri dönüştürülmüş betondaki kimyasal karbon mineralizasyonuna (7 mg/g) kıyasla oldukça yüksek.

Siyanobakteriler: Doğanın Yapı Ustaları

Malzemenin temelini, içi canlı hücrelerle dolu bir hidrojel oluşturuyor. Bu su bazlı jel, ışık, su, karbon dioksit ve besinlerin geçişine izin verecek şekilde tasarlandı. Ayrıca, hücrelerin içeride eşit dağılımını sağlıyor. Yüzey alanını artırmak ve ışığın derin katmanlara ulaşmasını sağlamak için 3D yazıcı ile özel geometrik yapılar üretildi. Bu sayede siyanobakteriler bir yıldan uzun süre boyunca canlı ve aktif kalabildi.

• Işık geçirgenliği yüksek hidrojel
• Eşit hücre dağılımı
• 3D yazıcı ile optimize edilmiş yüzey alanı

Binalar Karbon Yutağına Dönüşebilir mi?

Ekip, bu teknolojinin gelecekte bina cephelerinde kaplama malzemesi olarak kullanılabileceğini öngörüyor. Böylece yapılar, tüm kullanım ömrü boyunca atmosferden karbon çekebilecek. İlk uygulama örnekleri, Venedik Mimarlık Bienali ve Milano Trienali gibi uluslararası etkinliklerde sergilendi. Kanada Pavyonu’nda üç metre yüksekliğindeki iki yapay “ağaç gövdesi”ne yer verildi. Her biri yılda yaklaşık 18 kilogram CO₂ emiyor – bu, 20 yaşındaki bir çam ağacının ortalama emme kapasitesine eşdeğer.

Milano’da sergilenen “Daphne’nin Derisi” isimli yapıda ise ahşap yüzeylerin üzerine yerleştirilen mikroorganizmalar zamanla yeşil bir patina oluşturuyor. Bu görünüm, sadece estetik bir dönüşüm değil; aynı zamanda CO₂ yakalayan canlı bir mimari unsura dönüşüyor.

Bu çalışma, yapı malzemelerinin çevresel etkisini azaltma potansiyeline sahip umut verici bir adım olarak değerlendiriliyor. Canlı yapı malzemelerinin yaygınlaşması, şehirlerin karbon ayak izini önemli ölçüde azaltabilir ve daha sürdürülebilir bir geleceğe katkıda bulunabilir.