Son zamanlarda, yüksek etkili bilim dergisi Matter’da tanıtılan “enzimatik yapısal malzeme” (ESM) konsepti, klasik malzemelere gerçek bir alternatif sunma potansiyeli taşıyor. ESM, güçlü, uzun ömürlü ve geri dönüştürülebilir özellikleri ile dikkat çekiyor.
Bu projenin liderliğini, WPI’da İnşaat, Çevre ve Mimarlık Mühendisliği Bölümü’nün Başkanı Prof. Nima Rahbar üstleniyor. Araştırma ekibi, karbondioksiti katı mineral parçacıklara dönüştüren bir enzimi kullanarak ESM üretimini gerçekleştirdi. Elde edilen mineral parçacıklar, belirli koşullar altında bağlanarak kürlenmeye bırakılıyor ve bu süreç, malzemenin saatler içinde şekillendirilebilir yapısal bileşenlere dönüşmesini sağlıyor.
Geleneksel beton, yüksek enerji gereksinimi ve uzun süreli kürleme süreçleri sebebiyle maliyet ve çevresel etkiler açısından önemli bir yük oluşturuyor.
Araştırmacılar, betonun dünya genelindeki etkisine dikkat çekiyor. Beton, en yaygın yapı malzemesi olmasının yanı sıra, küresel karbondioksit salımının yaklaşık yüzde 8’ini oluşturuyor.
Rahbar’ın ekibi, ESM’nin bu durumu tersine çevirdiğini belirtiyor. 1 metreküp ESM üretimi, 6 kilogramdan fazla karbondioksiti “hapsetme” kapasitesine sahipken, geleneksel betonun 1 metreküp üretimi yaklaşık 330 kilogram karbondioksit salıyor. Bu durum, ESM’nin “az kirleten” değil, doğrudan “karbon tutan” bir alternatif olarak öne çıkmasını sağlıyor.
ESM’nin ilgi çekici yönleri sadece çevresel etkileri ile sınırlı değil. Malzemenin hızlı bir şekilde kürlenmesi, ayarlanabilir dayanımı ve geri dönüştürülebilirliği, onu çatı döşemeleri, duvar panelleri ve modüler yapı bileşenleri gibi çeşitli alanlarda kullanılabilir hale getiriyor. Ayrıca, “onarılabilir” yapısı, uzun vadede bakım maliyetlerini azaltma ve inşaat atıklarının çöplüklere gitme miktarını düşürme potansiyeli taşıyor.
Araştırmacılar, küresel inşaat sektörünün küçük bir kısmının bile karbon-negatif malzemelere geçiş yapmasının, toplam etkiyi önemli ölçüde artırabileceğini vurguluyor.
ESM’nin düşük enerji ile üretilmesi ve biyolojik girdilerle çalışma kapasitesi, uygun fiyatlı konutlardan iklim dayanıklı yapılara kadar geniş bir kullanım yelpazesini mümkün kılıyor. Özellikle, hafif ve hızlı bir şekilde üretilebilen yapısal malzemelerin afet bölgelerindeki yeniden yapılanma süreçlerini hızlandırabileceği düşünülüyor.