İsviçre’deki ETH Zürih Üniversitesi’nde görev yapan araştırmacılar, atmosferdeki karbonu emebilen ve depolayabilen yeni bir malzeme geliştirdi. Bu “yaşayan” yapı malzemesi, içinde barındırdığı siyanobakteriler sayesinde fotosentez yapabiliyor; yani güneş ışığı, su ve karbondioksiti oksijen ve şekerlere dönüştürebiliyor.
Yeni çalışmaya göre, siyanobakteriler sadece karbonu biyokütleye çevirmekle kalmıyor, aynı zamanda karbonu kireçtaşı gibi mineral yapılara da dönüştürebiliyor. Bu özellik, malzemenin hem kendi dayanıklılığını artırıyor hem de karbonu daha kalıcı şekilde depolamasını sağlıyor.
Araştırmacılardan Mark Tibbitt, bu yenilikle ilgili yaptığı açıklamada, “Malzeme karbonu yalnızca biyokütlede değil, aynı zamanda mineral formda da depolayabiliyor. Bu, siyanobakterilerin özel bir yeteneği. Gelecekte binalarda doğrudan CO2 depolayabiliriz,” dedi.
Yeni malzemenin temeli, yüksek su içeriğine sahip ve 3 boyutlu yazıcılarla üretilebilen gözenekli bir hidrojel. Siyanobakteriler bu jelin içine yerleştirildi ve burada ışık, su ve karbon dioksite erişerek fotosentez yapmaları sağlandı. Ayrıca, deniz suyu içeriğini taklit eden özel besinlerle desteklenen hidrojel, karbonu kalsiyum karbonat gibi katı minerallere çevirebildi.
Malzeme, yapılan testlerde 400 gün boyunca kesintisiz olarak karbon emdi ve her gramında yaklaşık 26 miligram CO2’yi mineral forma dönüştürdü. Bu oran, diğer biyolojik karbon yakalama yöntemlerine göre oldukça verimli olarak değerlendirildi.
Siyanobakteriler zamanla malzemeye yeşil renk kazandırıyor; iyi beslendiklerinde yeşil kalan malzeme, aç kaldığında daha soluk renk alıyor. Ancak araştırmaya göre, 30 gün sonunda bakterilerin biyokütle üretimi durağanlaşıyor. Buna rağmen karbon yakalama işlemi tamamen durmuyor.
Araştırmacılar, malzemenin bina cephelerinde kaplama olarak kullanılabileceğini ve doğrudan havadaki CO2’yi emerek yapının bir parçası hâline getirebileceğini belirtiyor. Venedik’teki bir mimarlık sergisinde tanıtılan örneklerde, malzeme ağaç gövdesi şeklinde tasarlanarak her bir yapı parçasının yılda 18 kilogram karbon emdiği gösterildi. Bu oran, yaklaşık 20 yaşındaki bir çam ağacının yıllık karbon emilimine eşdeğer.
Bilim insanları ayrıca, siyanobakterilerin fotosentez kapasitesini artırmak amacıyla genetik mühendislik yöntemleriyle geliştirilebileceğini de belirtiyor. Malzeme bu sayede daha etkili hâle getirilebilir.
Araştırmanın yazarları, bu biyolojik malzemenin düşük enerjili, çevre dostu bir karbon tutma çözümü sunduğunu ve kimyasal karbon yakalama teknolojilerine alternatif olabileceğini vurguluyor.