Bilim insanları, atmosferdeki karbondioksiti (CO2) emebilen yeni bir 'canlı' malzeme geliştirdi. Mavi-yeşil algler veya siyanobakteriler içeren bu malzemenin, gelecekte binalarda kullanılarak iklim değişikliğiyle mücadeleye yardımcı olabileceği belirtiliyor.
Siyanobakteriler sayesinde bu yeni materyal fotosentez yapabiliyor. Bu, malzemenin karbondioksiti, güneş ışığını ve suyu kimyasal olarak oksijene ve büyümeyi teşvik eden şekerlere dönüştürebileceği anlamına geliyor.
Araştırmacılar tarafından yeni bir çalışmada belirtildiğine göre, belirli besinlerin varlığında bu malzeme, CO2'yi kireçtaşı gibi katı karbonat minerallerine de dönüştürebiliyor. Zamanla bu mineraller malzemenin içinde güçlü bir yapı oluşturarak onu güçlendiriyor ve karbonu fotosenteze göre daha kararlı bir formda depoluyor.
Bir araştırmacı yaptığı açıklamada, "Malzeme karbonu sadece biyokütle olarak değil, aynı zamanda mineraller şeklinde de depolayabiliyor; bu siyanobakterilerin özel bir yeteneği. Bir yapı malzemesi olarak gelecekte CO2'nin doğrudan binalarda depolanmasına yardımcı olabilir" dedi.
Karbonu mineral formda bağlama yeteneği olmasaydı, yeni malzeme yumuşak ve jel benzeri olacaktı. Ancak CO2 ve besinlerle mineral bir iskelet üreterek malzeme, mekanik gücünü kademeli olarak artırıyor ve bu da onu inşaat için iyi bir aday haline getiriyor.
Araştırmacılar, malzemenin bir gün doğrudan atmosferden CO2 emmek için binaların dış cephelerinde kaplama olarak kullanılabileceğini öne sürüyor. Çalışmada malzeme, 400 gün boyunca sürekli olarak CO2'yi hapsetti ve her bir gram malzemede yaklaşık 26 miligram CO2'yi karbonat çökeltileri şeklinde depoladı. Araştırmacılar, bu oranın son derece verimli ve diğer biyolojik CO2 yakalama yöntemlerinden önemli ölçüde daha yüksek olduğunu ifade etti.
Malzemenin giderek daha canlı hale gelen yeşil rengi, CO2'yi biyokütle şeklinde depoladığının bir kanıtı. Ancak çalışmaya göre siyanobakteriler yalnızca belirli bir miktarda büyüyebilir ve karbonun bakteriyel hücrelerin içinde depolanma oranı yaklaşık 30 gün sonra sabitlendi. Bu, biyokütle şeklinde karbon yakalamanın bu süreden sonra azaldığı, ancak tamamen durmadığı anlamına geliyor.
Yeni malzemenin temelinde, yüksek su içeriğine sahip, çapraz bağlı moleküllerden yapılmış 3D yazdırılabilir bir hidrojeller bulunuyor. Araştırmacılar gözenekli bir hidrojel seçti ve içine siyanobakteri yerleştirerek yeterli ışık, su ve CO2'nin jele nüfuz ederek bakterilere ulaşmasını sağladı. Bilim insanları daha sonra siyanobakteri sağkalımı için en iyi geometriyi belirlemek amacıyla farklı hidrojel şekillerini test etti.
Araştırmacılardan biri yaptığı açıklamada, "Siyanobakteriler dünyanın en eski yaşam formlarından bazılarıdır. Fotosentezde son derece verimlidirler ve CO2 ve sudan biyokütle üretmek için en zayıf ışığı bile kullanabilirler" dedi.
Çalışmada, araştırmacılar mineral çökeltme için gerekli besinleri sağlamak amacıyla hidrojelleri yapay deniz suyuna batırdı. Kalsiyum ve magnezyum gibi bu besinlerin, malzeme bir binayı kapladığında nasıl enjekte edilebileceğini belirlemek için daha fazla araştırmaya ihtiyaç duyuluyor.
Bu arada, araştırmacılar malzemenin alabileceği farklı şekiller üzerinde çalışıyor. Bir mimarlık sergisinde ekip, malzemelerini her biri yılda yaklaşık 18 kilogram CO2 emebilen, yani 20 yıllık bir çam ağacı kadar karbondioksit emebilen iki ağaç gövdesi benzeri obje şeklinde sergiledi.
Araştırmacılar, siyanobakterilerin fotosentez oranlarını artırmak için genetik olarak tasarlanmasının mümkün olabileceğini de belirtti.
Bir araştırmacı, "Canlı malzememizi, atmosferdeki CO2'yi bağlayabilen ve karbon yakalama için mevcut kimyasal süreçleri tamamlayabilen, düşük enerjili ve çevre dostu bir yaklaşım olarak görüyoruz" yorumunda bulundu.
