Günümüzde buz, özellikle düşük sıcaklıklarda oldukça sert bir malzeme olsa da çatlakların hızla yayılması nedeniyle ani şekilde kırılabiliyor. Kudretini artırmak için geliştirilen yeni bir kompozit ise bu sorunu aşmayı hedefliyor. İbrani Üniversitesi araştırmacılarının öncülük ettiği ekip tarafından geliştirilen BioPykrete, dayanıklılığıyla betonun mekanik özelliklerine yaklaşıyor. BioPykrete neler sunuyor?
BioPykrete, buzun bitkilerden elde edilen selüloz nanokristalleri ve özel olarak tasarlanmış bir proteinle birleştirilmesiyle oluşturuluyor. Bu bileşenler, malzemenin yalnızca basınca karşı daha dayanıklı olmasını değil, aynı zamanda kırılma sırasında daha fazla enerji emmesini de sağlıyor.
Üretim sürecinde selüloz nanokristalleri, buzun mikroskobik bölgelerini çevreleyen üç boyutlu bir ağ oluşturuyor.
CBM3a-AFPIII adı verilen protein ise buz ile selüloz arasında bir tür moleküler yapıştırıcı görevi görüyor. Proteinin bir bölümü buza, diğer bölümü ise selüloza bağlanarak bileşenleri bir arada tutuyor. Araştırmacılara göre bu yapı, çatlakların malzeme içerisinde kontrolsüz biçimde ilerlemesini zorlaştırıyor. Üstelik protein ilavesi, yalnızca buz ve selüloz içeren benzer bir karışıma kıyasla basınç dayanımını ve enerji emme kapasitesini iki katına çıkardı. Kutup bölgelerinde kullanılabilir
Yeni malzemenin potansiyel kullanım alanlarının başında soğuk ve Antarktika bölgelerindeki inşaat projeleri geliyor. Bu bölgelere beton ve çelik gibi yapı malzemelerinin taşınması hem zor hem de maliyetli olabiliyor. Büyük ölçüde su ve bitkisel selülozdan oluşan BioPykrete, gelecekte alternatif bir yapı malzemesi olarak değerlendirilebilir.
Buzun farklı malzemelerle güçlendirilmesi fikri aslında yeni değil. İkinci Dünya Savaşı sırasında İngiltere, buz ile odun hamurunu birleştiren Pykrete adlı malzemeyi uçak gemisi inşa etmek için değerlendirmiş ancak proje hayata geçirilmemişti. Bununla birlikte BioPykrete henüz deneysel aşamada. Araştırmacıların malzemenin uzun vadeli dayanıklılığını, tekrarlanan donma ve çözülme döngülerine karşı direncini ve sürekli yük altında zamanla şekil değiştirip değiştirmediğini incelemesi gerekiyor. Ayrıca gerçek inşaat koşullarındaki performansı ve çevresel etkileri de değerlendirilmek zorunda. Dolayısıyla BioPykrete’nin kutup bölgelerinde kullanılması için daha fazla araştırmaya ihtiyaç var. Ancak çalışma, buzun yalnızca doğal bir yapı malzemesi olarak değil, mühendislik yoluyla güçlendirilebilen bir kompozit olarak da değerlendirilebileceğini gösteriyor.
