Biyoloji ile İnşaat Mühendisliğinin Kesişimi: Biyoçimento Nedir?

Oturduğumuz binaları, okullarımızı, köprülerimizi düşünecek olursak etrafımız adeta betonarme yapılarla çevrili. Estetik kaygılar şöyle dursun, sağlamlık ve dayanıklılık açısından betonun önemi yadsınamaz bir gerçek.

“Biyoçimento” denilen yepyeni bir çimento sayesinde bina temellerinin korunması işi, artık, genetik yapısı değiştirilmiş bakterilere emanet. Biyoçimento, genetik yapısı değiştirilmiş toprak bakterilerinin yer altındaki değişen basınç durumlarına tepki olarak ürettiği bir malzeme ve bu malzeme sayesinde yapıların zemini kendiliğinden güçlendirilebiliyor. Nasıl mı?

Biyoçimentoyu geliştiren Newcastle Üniversitesinden bilim insanları, bir grup İngiliz öğrencinin “beton onaran bakteriler” üretmesinden ilham aldılar.

Peki bu bakteriler betonu nasıl onarıyorlar? Bacillus subtilis bakterileri toprağa katıldıklarında “üreaz” denilen bir enzim üretiyorlar. Bu enzim organik bir bileşen olan üreyi amonyuma ve karbonata parçalayarak ortamdaki pH seviyesinin artmasına yol açıyor. Bakteriler betona ulaştıklarında betonun kendine özgü pH seviyesi onların çoğalmasını tetikliyor, yani betonla temas eder etmez üremeye başlıyorlar. Beton içerisindeki çatlaklarda kümelenmeye başlayan bakteriler genetiği değiştirilmiş oldukları için üç tür malzeme (kalsiyum karbonat, güçlendirici iğcikler ve bağlayıcı maddeler) üreterek betonu onarıyorlar.

"Ya bakteriler betondan çıkıp etraflarındaki nesnelere zarar verirse?” diye endişeleniyorsanız, merak etmeyin, hücrelerindeki “intihar” emri veren bir gen sayesinde bakterilerimiz işlerini bitirir bitirmez kendi kendilerini imha ediyorlar.

Biyoçimento da, beton onaran bakterilerin içeriden yaptıkları işi, bu sefer dışarıdan içeriye olmak üzere gerçekleştiriyor. Basınç farklılıklarına tepki vermek için genetiği değiştirildikten sonra toprağa bırakılan bakteriler, toprak üzerine ağırlık konduğunda, oluşan basınç farkıyla yeni bir malzeme olan biyoçimentoyu üretiyorlar. Bu malzeme toprağı güçlendirip üzerindeki binayı sağlamlaştırıyor.