Bilim İnsanları Kendi Çatlaklarını İyileştiren Bir Tür ‘Yaşayan Beton’ Geliştirdi.
Antik Roma’dan İlhamla Yapıldı: Liken Destekli Beton Geleceğin İnşaatı mıdır?
Beton mükemmel ve çok yönlü bir malzemedir, ancak sınırlamaları da yok değildir. Malzeme bilimcilerin geçici bir çözüm bulmaya çalıştıkları en büyük sorunlardan biri kırılganlığıdır. Beton çok yüksek gerilme mukavemetine sahip değildir, bu da stres altında çatlamaya eğilimli olduğu anlamına gelir.
Bu sorunu çözmenin bir yolu, kendi çatlaklarını doldurabilen beton geliştirmektir ve yeni bir yöntem bu derde deva olabilir. Texas A&M Üniversitesi’nden makine mühendisi Congrui Grace Jin liderliğindeki bir ekip, sentetik likenin gücünden yararlanarak kendi kendini iyileştirebilen beton geliştirdi.
Araştırmacılara göre bu yöntem, bakteriler kullanılarak kendi kendini iyileştiren ‘yaşayan’ beton yaratmaya yönelik önceki girişimleri tamamen kendi kendine sürdürülebilir olmasıyla geliştiriyor.
“Mikrop aracılı kendi kendini iyileştiren beton otuz yılı aşkın bir süredir kapsamlı bir şekilde araştırılmaktadır,” diye açıklıyor Jin, ”ancak hala önemli bir sınırlamadan muzdariptir – mevcut kendi kendini iyileştirme yaklaşımlarının hiçbiri tamamen otonom değildir, çünkü iyileştirici ajanların sürekli olarak onarım malzemeleri üretmesi için harici bir besin kaynağı gerektirirler.”
Örneğin bakteri kullanan yaklaşımlar, organizmaları hasarlı betonu onarmak üzere çalışmaya teşvik etmek için insanların besin maddelerini elle püskürtmesini gerektirebilir. İlk olarak Nebraska-Lincoln Üniversitesi’nden Nisha Rokaya tarafından kaleme alınan bir makalede Jin ve meslektaşları bu yaklaşımı bir adım öteye taşıyor.
Likenler tekil organizmalar değil, mantar ve siyanobakteriler ya da algler arasında simbiyotik bir ortaklık olan zorunlu mutualizm örnekleridir. Araştırmacılar, atmosferdeki karbondioksit ve nitrojeni sabitleyen siyanobakteriler ile iyonize kalsiyumu çeken ve yumurta kabuğu, deniz kabuğu, mercan ve tebeşiri oluşturan malzeme olan büyük miktarlarda kalsiyum karbonatın çökelmesini teşvik eden ipliksi bir mantar kullanarak ısmarlama bir liken tasarladılar.
Laboratuvar testlerinde, bu likenler büyük miktarlarda kalsiyum karbonat biriktirerek betondaki çatlakları iyileştirebilmiş, çatlağı tekrar birbirine yapıştırmış ve daha fazla yayılmasını önlemiştir. Bu aslında, betonu onarmak için kalsiyum karbonat üretmek üzere kimyasal reaksiyonlar kullanan antik Roma’nın kendi kendini iyileştiren betonundan farklı değil.
Bakteri yaklaşımlarının aksine, likenin beslenmeye ihtiyacı yoktur: sadece takılır, kendi işini yapar ve insanlar tarafından bakılmaya ihtiyaç duymaz. Daha fazla araştırılması gerekiyor – araştırmacılar bir sonraki planlarında likenin önceden var olan çatlaklarla nasıl başa çıktığını görmeyi planlıyorlar – ancak insanlığın yaşam biçimi için hayati hale gelen bir malzemenin ömrünü uzatmanın bir yolunu sunabilir.
Araştırmacılar, “Sonuçlar, kendi kendini idame ettiren beton onarımı için istikrarlı bir fototrofik-heterotrofik sistem oluşturma potansiyelini ortaya koydu,” diye yazıyor ve ekliyor, “iki türün yeteneklerini aynı anda kullanarak ve dışsal besin kaynağı ihtiyacını ortadan kaldırarak.”
Derleyen: Deniz KAFKAS
Kaynak: Bilim İnsanları Kendi Çatlaklarını İyileştiren Bir Tür ‘Yaşayan Beton’ Geliştirdi.