En Popüler 9 Biyomalzeme Türü ve Malzemelerin Tasarımda Kullanımı

Fütüristik bir çağrışımı olan biyomalzeme terimi, son zamanlarda oldukça sık duyduğumuz bir kavramdır. Günümüzde ciddi ilerlemelerin gözlendiği bilim dallarından biri olan biyomalzeme biliminde, biyolojik sistemlere uyum sağlayan ve entegre olabilen malzeme üretimi amaçlanıyor.  

Biyomalzemeler terimi, bitkiler, hayvanlar ve mantarlar dahil olmak üzere canlı organizmalardan elde edilen yapı malzemelerini tanımlamak için kullanılır. Bizim daha çok odaklandığımız bitki bazlı malzemeler, çevresel performansları nedeniyle tasarımcılar ve mimarlar arasında giderek daha popüler hale geliyor. Bunun nedeni, hayvan dostu üretim sunmaları, genellikle biyolojik olarak parçalanabilir olmaları ve kullanım ömürleri boyunca CO2 depolamalarıdır. Bu sayede biyomalzemeler, binaların ve ürünlerin gömülü karbon ayak izini düşürerek sürdürülebilirliğe katkı sağlarlar.

Odun ve kenevir gibi bazı biyomalzemeler ham halde kullanılabilirken; yosun ve  miselyum  gibi biyomalzemeler, genellikle diğer malzemelerle karıştırılarak faydalı kompozitlere dönüştürülür.

Biobased Creations CEO’su Lucas De Man’a göre; kereste, kenevir ve miselyum gibi biyomalzemeler; gelecekte çelik, alçıpan ve çimento gibi yenilenemeyen malzemelerin yerini alabilecek. Bu sayede, mimarlar binaları biyomalzemelerden inşa edebilecek.

Karbonu ayırmak, iklim değişikliğiyle mücadelede önemli bir yoldur. Bu amaçla kullanılan yosun, kereste ve kenevir gibi bitkisel maddeler atmosferden karbonu yakalar ve fotosentez yoluyla onu biyokütleye dönüştürür.

En Popüler 12 Biyomalzeme Türü ve Tasarımda Kullanımı
Kenevir

Kenevir, tıbbi ve endüstriyel kullanım için yetiştirilen bir tür bitkidir. Esrarın aksine, çok düşük psikoaktif THC seviyelerine sahiptir. Cambridge Üniversitesi araştırmacısı Darshil Shah'a göre, kenevir son derece hızlı büyüyen ve karbonu ayırmada "ağaçlardan daha etkili" olan bir bitkidir. Kenevir; kağıt, tekstil, biyo-plastik, gıda ve biyo-yakıtın yanı sıra, endüstriyel ve inşaat ürünleri de dahil olmak üzere çeşitli ticari mallarda işlenebilir. Örneğin, Mexico City tasarım stüdyosu ATRA, bir kanepe tasarımında kenevir bazlı kumaş kullanmıştır.

Kenevir, bitkinin gövdesinin odunsu iç kısmından oluşur. Bunun yanında kireç, su ve kumla karıştırılarak mükemmel ısı ve ses yalıtımı sağlarken; aynı zamanda bir karbon yutma görevi görür. Binalarda kullanılan bir kenevir örneği ise, kenevir paneller kullanılarak inşa edilen Cambridge'deki Flat House'dur.

Miselyum

Miselyum, toprakta büyüyen, hif adı verilen dallı, dişli sürgünlerden oluşan bir mantarın vejetatif kısmıdır. Düşük dereceli tarımsal atıklarla beslenebilen miselyum, büyüdükçe biyokütlede depolanan karbonu tutabilir hale gelir. Aynı zamanda hızla büyüyen miselyum, endüstriyel biyoreaktörlerde yetiştirilerek de kullanılabilir.

Örneğin, Sebastian Cox ve Ninela Ivanova işbirliği ile tasarlanan abajurlar miselyum içerir. Yine Amen isimli bir tasarımcı, ürettiği mumların ambalajları için miselyum kullanmıştır. Göründüğü üzere, miselyum, tasarımın birçok alt dalında kullanılan, geri dönüştürülebilir bir malzemedir. 

 Stella McCartney, Adidas, Hermès ve Kering gibi markaların biyomateryale yatırım yapmasıyla birlikte, miselyum moda endüstrisinde bir deri alternatifi olarak son derece popüler bir malzeme haline gelmiştir. Bu yılın başlarında Hermès, bir biyomalzeme şirketi olan MycoWorks ile ortak çalışarak, Victoria alışveriş çantasını miselyum kullanarak tasarlamıştır. Göründüğü üzere, miselyum, tasarımın birçok alt dalında kullanılan ve kullanım oranı artan bir malzemedir.

Yosun

Algler, esas olarak suda yaşayan bir grup fotosentetik organizma için bir şemsiye terimdir. Buna, sudaki en önemli oksijen kaynakları olan ve birlikte kara bitkilerinden daha fazla karbonun depolanmasından ve tutulmasından sorumlu olan yosunlar da dahildir .

Algler, genellikle biyoplastik polimerlere dönüştürülür ve bu polimerler daha sonra fosil plastiklerin yerine kullanılabilir hale gelir.

Yosun malzemesi, aynı zamanda moda endüstrisinde biyoplastik olarak kullanılması nedeniyle popülerlik kazanmıştır. 2019'da Charlotte McCurdy, tamamen alglerden elde edilen biyopolimerleri kullanarak bir yağmurluk tasarladı. Endüstriyel tasarımcı, daha sonra moda tasarımcısı Philip Lim ile çalışarak, yosun pullarla kaplı, biyoplastik bir elbise ortaya koydu.

Kitin

Kitin, bazı kabuklu böceklerin dış iskeletinde bulunan ve ayrıca mantarların hücre duvarlarını oluşturan lifli bir maddedir. Kitin, dünyanın en bol bulunan ikinci biyopolimeridir. Ancak kitinin kullanılabilir bir malzemeye dönüşmesi için, kimyasal olarak özütlenmesi gerekir.  

 Chitosan gibi piyasada bulunan kitin versiyonları, zor bir ekstraksiyon sürecine sahip olmaları sebebiyle pahalıdır. Buna tepki olarak, Royal College of Art ve Imperial College'dan dört tasarımcı, kitini çıkaran ve biyoplastik haline getiren bir dizi makine geliştirmiştir.

Ahşap

Ahşap, beton ve çeliğe göre daha düşük karbona sahip olan, bunun yanında kullanımda farklı alternatifler sunan yenilenebilir bir malzemedir. Güçlü ama esnek bir yapıya sahiptir. Hafif yapısal dokusu sebebiyle, son derece işlenebilir olan ahşap, geçmişten günümüze mobilya ürünlerinin yanı sıra, birçok evin yapımında da kullanılmıştır.

Masif kereste olarak bilinen çapraz lamine ahşaptaki son gelişmeler , malzemenin daha büyük ölçeklerde kullanılmasına izin veriyor. Mesela Voll Arkitekter , Norveç'te 53 metre yüksekliğindeki bir kule olan dünyanın en yüksek ahşap binasını inşa etti.

Endüstriyel tasarımı dünyasında ise, Yves Béhar, ağaç özsuyuyla karıştırılmış talaşı birleştirerek 3D yazdırılabilir ev eşyaları tasarladı. Bunun yanı sıra, Carlo Ratti Associati , ahşap da dahil olmak üzere, biyolojik olarak parçalanabilen çeşitli malzemeleri karıştırarak bir keçeli kalem kurguladı.

Bambu

Genellikle bir ağaç türü olarak düşünülen bambu, aslında bir çimdir. Bambu, gezegendeki en hızlı büyüyen bitkidir. Bu da onu hem uygun fiyatlı, hem hızla yenilenebilen bir kaynak haline getiriyor. Ayrıca bambu, diğer biyomalzemeler gibi, büyük miktarlarda karbonu tutma yeteneğine sahiptir. Bambular, deprem ve kasırga gibi doğal afetlere dayanabilecek hafif, esnek yapılar oluşturmaya yardımcı olur.

Mimarlık stüdyosu Vin Varavarn, Tayland'da bir tarımsal öğrenim merkezi inşa etmek için bambuyu kullandı. Benzer bir şekilde, müzik elektronik markası House of Marley, plastik kulaklıklara çevre bilincine sahip bir alternatif olarak, bambudan yapılan kablosuz kulaklıklar tasarladı.

Deri Alternatifleri

Büyük ölçekli sığır yetiştiriciliğinde kullanılan emisyonlar ve hayvan zulmü hakkında oluşan farkındalıklar artmaya başladı. Bundan dolayı, uzmanlar birçok sektörde kullanılan deriye alternatif olacak malzeme arayışına girdi.

Deri alternatifleri, genellikle sebze ve gıda atıkları gibi yenilenebilir biyokütle kaynakları kullanılarak yapılır. Ancak bazı tasarımcılar, malzemelerini üretmek için endüstriyel tarım süreçlerinden gelen atıkları da kullanabiliyor.

Şu anda, elma şarabı ve elma suyu üretiminden birçok atık elma çekirdeği ve kabuğu elde ediliyor. Bu çekirdek ve kabuklar, miselyumun da eklenmesiyle, Mylo ve Leap dahil olmak üzere çok sayıda vegana ve  kullanıcıya deri alternatifi sunuyor.

Tjeerd Veenhoven'ın vegan derisi, bir palmiye yapraklarından oluşturuldu. Yine ananastan yapılmış bir deri alternatifi olan Piñatex, bu konuda güzel bir örnek oldu. Vietnamlı tasarımcı Uyen Tran ise, atık kahve telvesi ve kitinden bir deri alternatifi yarattı. Tômtex adı verilen bu malzeme, ayrıca çeşitli hayvan derilerini çoğaltmak için kullanılabiliyor.

Biyoplastik

Biyoplastikler, fosil yakıtlardan yapılan plastiklerin aksine, biyolojik ve yenilenebilir kaynaklardan elde edilen polimerlerdir. Polilaktik asit (PLA) en yaygın biyoplastiktir. Genellikle mısır nişastası veya şeker kamışı kullanılarak yapılır. PLA, istenen forma ulaşmak için yüksek sıcaklıklarda dövülür. Bu şekilde 3D yazıcılarda da kullanılabilir.

Tasarım Stüdyosu olan Gantri, duvar aplikleri, lambaları ve 3D baskıları oluşturmak için PLA bazlı ürünleri kullanmıştır .Başka bir örnek ise, Studio RYTE'nin PLA ile karıştırılmış keten liflerinden yapılan, biyolojik olarak parçalanabilen Tripleks'idir.

Diğer biyoplastikler arasında , İngiliz tasarımcı Lucy Hughes tarafından tasarlanan, balık pulları ve derisi gibi temel bileşenlerden yapılan ve tek kullanımlık bir malzeme olan MarinaTex yer alıyor.

Linolyum

Linolyum, keten tohumu yağı, çam reçinesi, mantar tozu ve talaş gibi bitki bazlı malzemelerden yapılmış, biyolojik olarak parçalanabilen bir malzemedir. Malzeme, dayanıklı özelliklerinden dolayı, genellikle zemin kaplaması olarak kullanılır.

Linolyum, ilk olarak, 1860 yılında kauçuk üreticisi Fredrick Walton’un keten tohumu bazlı boyanın yüzeyinde sert ve esnek bir film oluşturmasıyla keşfedildi. Günümüzde çoğu linolyum, keten tohumlarından çıkarılan ve daha sonra mantar ile ahşap tozu gibi malzemelerle karıştırılan keten tohumu yağından elde edilir.

2018'de tasarımcı Don Kwaning, muşamba kullandığı bir dizi deneyle Lino Leather'ı geliştirdi. Böylelikle Kwaning, farklı yapılara, kalınlıklara ve dokulara sahip, deriyi taklit eden iki malzeme yarattı.

MSDS Studio, Toronto'daki bir çiçekçi dükkanının iç kısmına bu benekli muşamba mobilyaları ekledi. Tasarımcılar, uygun fiyatlı ve mütevazı nitelikleri nedeniyle, linolyumun çok tutulduğunu düşünüyor.