MIT mimarı ile kimya mühendisinin çalışmaları; binalar için yeni sürdürülebilir altyapının merkezinde olabilir.
Geleceğin binaları; parlayan bitkilerin koleksiyonları ile aydınlatılabilir. Güneş ışığı toplama, su taşıma, toprak toplama ve kompostlama sistemleri altyapısı etrafında tasarlanmış olabilir.
2017 yılında çıkış yapan ışık yayan bitkiler; ışık üretmek için genetik olarak değiştirilmez. Bunun yerine, ateşböceklerinin parlama sistemleri gibi, bitkinin depolanan enerjisini ışığa dönüştüren nanopartiküller ile aşılanmıştır.
MIT’de Carbon P. Dubbs Kimya Mühendisliği Profesörü Michael Strano: “Dönüşüm, neredeyse her tesisi sürdürülebilir ve potansiyel olarak devrim niteliğinde bir teknoloji haline getiriyor. Hiçbir zaman şarj etmeniz gerekmeyen ‘aküler‘ ve asla döşemeniz gerekmeyen elektrik hatlarıyla, elektrik şebekesinden bağımsız aydınlatma vaat ediyor.”
Ancak Strano ve meslektaşları kısa sürede kavramı genişletebilecek, zorluklarını ve sürdürülebilir enerjinin geleceği bir parçası olarak potansiyelini anlayabilecek ortaklara ihtiyaç duyduklarını anladılar. MIT Mimarlık Profesörü Sheila Kennedy görevi üstlendi.
Kennedy: “Bilim çok yeni; ilginç bir tasarım zorluğu gibi görünüyordu. Bu tasarımın çalışması, bitki nanobiyoniklerinin mimaride nasıl gösterilebileceği sorunu üzerinde durduk. Bir tasarım ekibi olarak, bitki aydınlatması fikrinin bir canlı ve biyolojik bir teknoloji olarak nasıl anlaşılacağı ve halkı bu yeni geleceği bitkilerle yaşamaya nasıl alıştırılacağı hakkında tartıştık. ”
Strano: “Bitkinin gelişimini, başka bir ampul gibi yaptığımız gibi ele alırsak, yanlış giden yol budur” diye ekliyor
2017 yılında, Kennedy ve Strano çalışmalarını geliştirmek üzere Profesör Amar G. Bose Araştırma Bursu aldı. MIT fakültesi, geleneksel caddelerden elde edilen geleneksel olmayan, eğri önündeki ve çoğu zaman disiplinlerarası araştırma çabalarını desteklemekte, ancak yine de büyük atılımlara yol açma potansiyeline sahiptir.
Bose hibelerinin ilk yılı; ilk deneysel versiyonlardan daha uzun ve daha parlak olan ışık yayan su teresi bitkilerinin birkaç neslini verdi. Ekip; hafif kapasitör parçacıkları olarak adlandırdıkları nanobiyotik bitkilerin yeni bir bileşenini değerlendirdi.
Strano:”Kapasitör, bitkideki infüzyon nanoparçacıklar şeklinde, ışık oluşumunda depolar ve zamanla onları dışarı atar. Normalde biyokimyasal reaksiyonda yaratılan ışık parlak olabilir, ancak zaman içinde hızla kaybolur. Kapasitif parçacıklar üretilen bitki ışığının potansiyel süresini saatlerden günlere ve haftalara uzatır. ”
Strano, araştırmacılar, ışık yayan tesis konsepti üzerine orijinal patentlerini eklediklerini, ayrıca kondansatör ve diğer bileşenlere de yeni bir patent verdiklerini söyledi.
Tasarım
Nanobiyonik bitki teknolojisi ilerledikçe, ekip aynı zamanda insanların bitkilerle günlük yaşamın bir parçası olarak nasıl etkileşime girebileceğini öngörüyor. Işık yayan tesislerinin mimari olanakları, 10 Mayıs’ta New York’taki Smithsonian Tasarım Müzesi’ndeki Cooper Hewitt’de yeni bir tesis olan “Tesis Özellikleri, Geleceğin Kentsel Gelişimi” kapsamında sergilenecek.
2019 “Doğa – Cooper Hewitt Design Triennial” sergisinin bir parçası olan tesisin ziyaretçileri, işyerindeki bitkileri görmek için bir bitki kuluçka makinesi olarak da hizmet veren New York City’deki bir apartman binasının ölçekli bir mimari modeline bakabilir. Tesis ayrıca, mevcut bir konut binasının, mevcut enerjinin çok sınırlı olduğu durumlarda gelecekteki bitkilerin doğal büyümesini desteklemek için tasarımla nasıl adapte edilip dönüştürülebileceğine ilişkin bir yol haritası göstermektedir.
Kennedy: “Plant Properties’de nanobiyonik bitki bazlı altyapı, doğanın kendi kaynaklarını kullanmak için tasarlandı. Bina güneş ışığını toplar ve taşır, suyu toplar ve geri dönüştürür ve toprağı kompostla zenginleştirir.”
Kennedy, Cooper Hewitt sergisine katkıda bulunma konusunda bitkilerin olanaklarını göstermek için beklenmedik bir yol sunduğunu, ancak bir sergi tasarlamanın yepyeni bir dizi zorluğa yol açtığını açıkladı.
Kennedy: “Tasarım müzeleri dünyasında, genellikle daha önce sergilenen bir şey göstermeniz isteniyor, ancak bu yeni bir çalışma ve bu proje de yeni bir dönüm noktası.”
Strano: “Bitkilerin bakımı hakkında çok şey öğrendik. Laboratuvar gösterimi yapmak bir şeydir, ancak 33 defa devam eden halka açık bir gösteriyi yapmak tamamen başka bir şeydir.”
Araştırmacılar, bitkileri, yaşayan bitkilerin çektiği kir ve böceklerin kovulduğu, düşük ışıklı müze ortamında sergilemenin bir yolunu bulmak zorunda kaldılar.
Kennedy: “Ancak bunu bir tür aşılmaz engel olarak görmek yerine, yaşayan bitkilerin bir müzenin kapalı ortamında gelişmesini nasıl sağlanacağını ve bunun mimari olarak nasıl yapılacağı sorununa tam olarak paralel olduğunu fark ettik..”
Kurulumda; bina modelindeki çoklu gözetleme delikleri, binadaki insanların bitkilerle yaşama şekillerine bir bakış sunar. Müze ziyaretçilerinin; bitkilerin kendi fotoğraflarını Instagram’a yükleyerek ve MIT Plant Nanobiotics Laboratuvarı’nı kullanarak, bitki büyümesi ve parlaklığı ile ilgili deney ve kitle kaynak bilgisine katılmaları teşvik edilir.
Ekip, ayrıca bitkilerin nanoparçacıklara ve diğer potansiyel streslere nasıl tepki verdiğiyle ilgili veri topluyor.
Stran: “Bitkiler, tanıttığımız değişikliklerden ziyade müze ortamında bulunma konusunda daha fazla stres altında, ancak iç mekan aydınlatması için bitki kullanıyorsak bu etkilerin araştırılması ve hafifletilmesi gerekiyor.”
Parlak ve Besleyici Gelecekler
Kennedy ve Strano, bitkilerin mimaride yeni ama aynı zamanda “eklektik” bir fikrin merkezinde olabileceğini söylüyor.
Kennedy, insanlık tarihinin çoğu için güneş ışığından atık gübrelemeye kadar doğal süreçlerin, binaların temel altyapısının bir parçası olduğunu söylüyor. Ancak bu süreçler, modern düşüncede dışlanmış ya da gizlenerek, insanların toksik malzemelerden yapılan ve fosil yakıtlarla çalışan enerji altyapısının çevresel maliyetleriyle yüz yüze gelmelerini önlüyor.
Strano: “Aydınlatma şu anda enerji talebimizin çok büyük bir kısmını tüketiyor, küresel enerji tüketimimizin yüzde 20’sine yaklaşıyor ve yılda iki gigaton karbondioksit üretiyor. Bitkilerin, sadece masa lambamızdan daha fazlasını değiştirdiğini düşünün. Potansiyel olarak ışık yayan tesisle değiştirilebilecek çok büyük bir enerji ayak izi var. ”
Ekip, bitkilerdeki nanoparçacıkları infüze etmek için yeni yollar üzerinde çalışmaya devam ediyor, böylelikle bitkinin ömrü boyunca çalıştıkları gibi ağaçlar gibi daha büyük bitkiler üzerinde de deney yapıyorlar. Ancak bitkilerin gelişmesi için mimarların; bitkileri güneş ışığı, su ve atık bertarafının yeni bir iç ekosistemine entegre eden bina altyapısını geliştirmek zorunda kalacaklarını söylüyor.
