A légköri szén-dioxid csökkentése napjaink egyik legsürgetőbb globális kihívása. Az éghajlatváltozás hatásainak mérséklése azonban nem csupán a technológiai fejlesztésekben rejlik, hanem a gondolkodásmód alakításában is. Az ETH Zürich kutatói ennek jegyében nemrégiben egy olyan biológiailag aktív, élő építőanyagot fejlesztettek ki, amely képes kivonni a levegőből a CO₂-t. Az innovatív építőelem a biológia, az anyagtudomány és az építészet elemeit ötvözi – és akár új korszakot is nyithat a fenntartható építőiparban.
Láthatatlan építőmesterek
A projekt középpontjában a cianobaktériumok állnak, amelyek a Föld legősibb fotoszintetizáló organizmusai közé tartoznak. A tudósok nemcsak azért választották őket, mert gyorsan és eredményesen alakítják át a napfényt biomasszává, hanem azért is, mert egyedülálló tulajdonsággal rendelkeznek: képesek szilárd karbonátokat – például mészkövet – létrehozni a sejten kívüli környezetben. A folyamat kettős előnnyel jár: egyrészt biomasszát termel, másrészt a szén ásványi formában raktározódik el, amely hosszú távon is stabil és környezetbarát megoldást kínál a CO₂ megkötésére.
Nyomtatható élő szerkezet, minimális energiaigénnyel
A kutatók által kifejlesztett anyag alapja egy térhálós polimer hidrogel. Ez egy lágy, vízben gazdag közeg, amely ideális környezetet biztosít az élő sejtek számára. Magas víztartalma olyan körülményt teremt, amelyben a baktériumok életképesek maradnak, miközben a fény, a szén‑dioxid és a tápanyagok akadálytalanul áramolhatnak a szerkezeten belül. A kompozitot kifejezetten úgy tervezték, hogy hosszan fenntartsa a baktériumok aktivitását és szaporodását.
Külön figyelmet érdemel, hogy az „élő gél” 3D nyomtatóval is modellezhető, vagyis tetszőleges alakzatban előállítható, például homlokzati panelek vagy installációs elemek formájában. Ráadásul a működéséhez mindössze napfényre, mesterséges tengervízre és néhány alapvető tápanyagra van szükség. Ezáltal az anyag gazdaságosan üzemeltethető, és könnyedén alkalmazható eltérő környezeti viszonyok között is.
3D nyomtatott élő szerkezetek | Forrás: ETH Zürich
Laboratóriumi vizsgálatok igazolták, hogy az anyag több mint 400 napon át képes stabilan megkötni a levegő szén-dioxidot-tartalmát. Ráadásul kivételes hatékonysággal grammonként mintegy 26 milligramm CO₂-t tárol el. Összehasonlításként, ez a mennyiség több mint háromszorosa annak, amelyet a legtöbb biológiai vagy újrahasznosított építőanyag elér!
A projekt végső célja azonban nem a laboratóriumi tesztelés, hanem olyan építészeti megoldások kidolgozása, amelyekben az élő anyag aktív szerepet tölt be az épületek működésében.
Biológiai rendszerek az épített térben
A fejlesztés mára túllépett az elméleti fázison. Olyan építészeti és dizájnprojektekben is megjelent, ahol a biológiai komponensek közvetlenül az építészeti elemek részévé válnak. A Velencei Építészeti Biennálén és a Milánói Triennálén bemutatott installációk jól mutatják, hogyan integrálhatók ezek a rendszerek a téralkotás eszköztárába.
Velencében, a Kanada Pavilon „Picoplanktonics” című installációjában fatörzsre emlékeztető struktúrákat alkalmaztak, amelyekbe fotoszintetikus baktériumokat tartalmazó gélt ágyaztak. A nyomtatott elemek évente akár 18 kilogramm szén-dioxidot is képesek megkötni, ami egy felnőtt fenyőfa teljesítményének felel meg.
Milánóban, a „Dafne bőre” nevű projekt során egy zsindelyekkel borított faszerkezet felületét vonták be olyan mikroorganizmusokkal, amelyek zöldes, élő patinát hoztak létre. Ez a réteg amellett, hogy egy igencsak látványos vizuális változást idéz elő az épületeken, befolyásolja az anyaghasználatról való gondolkodást is. A mikrobiológiai folyamat (a patina kialakulása) ebben az esetben nem leépülést vagy romlást jelent, hanem egyfajta organikus átalakulást, amely az idő múlásával új esztétikai és funkcionális minőséget kölcsönöz az épületnek.
Minél több, annál jobb
Az élő építőanyagok fejlesztése nem csupán új alapanyagok bevezetését jelenti. Minden ilyen projekt hidat épít a tudomány, a természet és az építészet között. Ahogy egyre több ilyen irányú kezdeményezés születik, úgy nő az esélye annak, hogy olyan épített környezetek alakuljanak ki, amelyek egyszerre alkalmazkodnak az emberi igényekhez, és működnek együtt a természettel.
Források: ETH Zürich , Science Daily
