Canlı Malzemelerden Yapılmış Bir Binada Yaşanabilir Mi?
Nüshet Çamuşoğlu / nushet@ekoyapidergisi.org
İnsanlar yüz binlerce yıldır biyo bazlı malzemeleri kullandı. Bu ahşap ve bambu gibi malzemeleri içeriyor. Yenilenebilir kaynaklardan üretilirler ve biyolojik olarak parçalanabilirler, bu nedenle özellikle fosil yakıt ürünleriyle karşılaştırıldığında çevre dostudur. Ama ahşabı ve bambuyu hasat etme sırasında içindeki yaratıklar ölür. Bununla birlikte mantarlar ve bakteriler gibi canlı mikroorganizmalar kullanılarak nasıl inşa edilebileceğini araştıran büyüyen bir biyoteknoloji alanı var. Bu malzemelere yaşayan yapı malzemeleri denir.
Biyo bazlı malzemeler araştırmasının ana hedeflerinden biri, fosil yakıt bazlı malzemelere alternatifler bulmak ve kaynak yoğun üretim süreçlerinin yerini almasıdır. Bu şekilde endüstriden kaynaklanan kirlilik azaltılabilir ve karbon emisyonları önemli ölçüde azaltılabilir. Bu biyo bazlı malzemeler, yoğun ekstraksiyon ve üretim yoluyla yerel ekosistemleri etkilemeden laboratuvarda hızla büyütülebilir. Mevcut biyo bazlı malzeme araştırması, aynı zamanda insanlar içinde yaşarken binaların aktif olarak nasıl büyüdüğünü, iyileştiğini ve havadaki toksinleri nasıl emdiğini araştırıyor.
Miselyum bazlı yaşayan yapı malzemeleri
Canlı materyal yapmanın bir yolu miselyumdur. Miselyum mantarların ağ benzeri bir yapısıdır. Farklı türler farklı amaçlara hizmet eden farklı misel özelliklerine sahiptir. Örneğin, lifli miselyum daha esnek olduğundan miselyum bazlı deri için idealdir. Tersine yoğun misel ağları inşaat için uygundur. Büyüdükçe miselyum birleşerek boyutu büyüyen katı bir malzemeye dönüşür. İstenilen özellikler elde edildikten sonra tamamen veya kısmen kurutulur. Kısmi kurutma, miselyumu canlı tutar, ancak daha fazla büyüme için daha sonra yeniden sulandırılabilir.
Miselyum bir 3D yazıcı ile ekstrüde edilerek bir macun veya bir miselyum bloğu olarak kullanılabilir. Malzeme üretmek için miselyum genellikle kabuk, küspe, tohum veya kabuk gibi tarımsal endüstriyel atık olan bir substrat ile birleştirilir. Substrat, misel büyümesi için bir besin kaynağı görevi görür. Bu karışım daha sonra ya 3D yazdırılır ya da bir kalıba dökülür.
Miselyum bazlı malzemelerin geleneksel malzemelere göre çeşitli avantajları vardır. İlk olarak hafif ve dayanıklıdır. Betonun basınç dayanımına sahip olmasa da iç duvarlar gibi yapısal olmayan malzemeler için de kullanılabilir. Ayrıca gözenekli bileşimi onu fosil yakıt bazlı köpük yalıtımına mükemmel bir alternatif haline getirir. Bunun nedeni yüksek ses emilimi, yüksek yangın direnci ve düşük ısı iletkenliğidir. Bu malzemeler hipoalerjenik oldukları ve toksin salmadıkları için insanlar için güvenlidir.
Son olarak, Life Cycle Analysis misel ürünlerinin karbon negatif olduğunu gösteriyor. Bu miselyumun ömrü boyunca üretim sürecinde açığa çıkardığından daha fazla enerji depoladığı anlamına gelir. Yaşam döngüsünün sonunda, malzeme biyolojik olarak parçalanabilir ve toprağı zenginleştirir, böylece kompostlanabilir.
Bakteri bazlı yaşayan yapı malzemeleri
Beton dünya çapında en yaygın kullanılan yapı malzemelerinden biridir. Aynı zamanda dünyanın toplam karbon emisyonlarının %8'ini oluşturan en kirletici kaynaklardan biridir. Beton yüksek basınç dayanımına sahiptir, ancak nemli ortamlara ve elementlere maruz kaldığında çatlamaya karşı hassastır. Bu eksikliklere cevaben kendi kendini iyileştiren ve kendi kendine büyüyen beton geliştirildi. Bu canlı betonlar, çatlakları kapatmak ve büyütmek için bakterileri kullanır.
Kendi kendini iyileştiren beton, volkanlar ve alkali göller gibi aşırı ortamlarda gelişen zararsız bakterileri kullanır. Bazı örnekler, Sporoscarcina pasturii ve Bacillus pseudofirmus gibi bakteri sporlarıdır. GreenBasilisk bu sporları kullanan ürünlerden biridir. Bakterilerin normal beton karışımına bağlanmasını sağlar. Kireçtaşı, bakteriler betondaki çatlaklardan suya maruz kaldığında üretilir. Bu çatlakları kapatacak ve yapıyı su hasarından koruyacak.
Biomason, Green Basilisk'e benzer bakterileri kullanan, ancak malzemenin büyüme özellikleri için mercandan ilham alan bir biyomimetik süreç kullanan başka bir üründür. Biomason, tuğla yapmak için mikropla aşılanmış kum kullanır. Bu bakteriler her bir kum tanesini sarar ve besledikleri besinlerden bir kalsiyum karbonat kaplaması oluşturur. 72 saatin üzerinde kalsiyum karbonat bağı güçlenir ve tuğlalar birbirine kaynaşır.Malzeme ve kürleme süreci, Biomason'u üretim sırasında yüksek sıcaklık veya fosil yakıt gerektirmeyen betona sürdürülebilir bir alternatif haline getirir.
Bitki bazlı yaşayan yapı malzemeleri
Son zamanlarda gelişebilen binalar oluşturmak için ekstrüde edilebilir toprak tohumu kompozitleri oluşturulmuş. Proje, yerel toprak ve tohumların ham karışımından yapılmış küçük 3D baskılı yapıları içeriyor. Bu yapılar oluşturulduktan sonra tohumlar çimlenmeye başlar ve toprak duvarını filizlenen yeşil bir cepheye dönüştürür. Bitki kökleri ise yapıyı desteklemek için toprak duvarı içinde bir ağ oluşturur.
Bitkileri inşaat sürecine dahil ederek bu ekstrüde şekiller, atmosferdeki karbondioksiti emmek ve görsel olarak çekici, sağlıklı ve iyi oksijenli alanlar yaratmak için kullanılabilir. Binaya artık ihtiyaç kalmadığında malzemeler organik kompost olarak çevreye geri döndürülebilir. Bu yeni sistem şimdiye kadar sadece çok küçük yapılarda kullanıldı. Malzemenin hava koşullarına karşı direncini ve dayanıklılığını iyileştirmek için hala çok fazla araştırma ve geliştirmeye ihtiyaç var.
Biyolojik bazlı olsun ya da olmasın yaşayan yapı malzemelerinin geleneksel yapı malzemelerine göre çeşitli avantajları var. Kendi kendini onarma/büyüme özelliklerine sahip oldukları, insanlara zararsız oldukları, minimum ekolojik ayak izine sahipler ve atmosferden karbonu tuttukları kanıtlandı. Yaşayan yapı malzemelerinden yapılmış binalarda yaşayabiliriz, ancak özelliklerini optimize etmek için hala araştırmalar yapılıyor. Ancak biyo teknolojideki ve özellikle malzeme bilimindeki gelişmelerle birlikte mimarlar yakında bu inanılmaz kaynakları sağlıklı, güzel ve sürdürülebilir binalarda kullanabilecek.