• Can Duru

Yapay Yapraklar ile Yeni Gezegenlerde Yaşam

Son günlerde Elon Musk ve NASA sayesinde Mars’ın adını sık sık duyar olduk. Mars’a gerçekleştirilen inişin görüntülerini canlı olarak izlediğimiz ve NASA’nın çalışmalarına ait güncel görüntüler paylaşan Perseverance uzay aracı, kırmızı gezegenin henüz gidilmemiş yerlerini keşfetmesi amacıyla geliştirilen Ingenuity helikopteri ve Mars Şehri Nüwa gibi projeler ile insanlığın yeni bir gezegende yaşam kurabilme olasılığı araştırılıyor. Yeni bir gezegende yaşam kurmanın en büyük problerinden birisi, kömür ve petrol gibi kaynaklar olmadığından dolayı elektronik aletlerimizin çalışmasını sağlayacak yeterli miktarda enerji kaynağı bulabilmek.

Nasa’nın Mars programına ait görüntü
Nasa’nın Mars programına ait görüntü

Hollanda’da bulanan Delft Üniversitesi (TU Delft) liderliğinde bir araştırma ekibi, Mars’ta sürdürülebilir enerji üretimine ve enerji kaynağı bulmak gibi önemli konularda yardım edebilecek canlı bir malzeme geliştiriyor. Ekip, alglerin (su yosunu) bir araya getirilmesiyle oluşan canlı malzemeyi geliştirmek için 3 boyutlu baskı teknolojisini kullanıyor.


Araştırmacılar, fotosentez yapabilen canlılar olan mikroalgleri esnek bir malzemeye basmak için organ basma gibi görevlerde kullanılan yeni teknolojiler ile geliştirilen bir biyo-baskı tekniği kullanıyor. Bilimsel makaleler paylaşan Advanced Functional Materials dergisinde yayınlanan araştırmalarında, çalışmalarda görev alan Kui Yu sadece ışığa yerleştirerek enerji üretebilen bir malzeme oluşturduklarını vurguluyor. Bu şekilde anlatınca size normal bir güneş paneli gibi gelebilir ancak geliştirilen canlı malzeme bu panellerin çok üstünde bir teknolojiye sahip. Malzemenin biyolojik olarak parçalanabilirlik özelliği ve mikroalgal hücrelerin geri dönüştürülebilir doğası ile sürdürülebilir bir ortam yaratabilecek potansiyeli olan canlı bir malzeme hâline getiriyor.

Delft Üniversitesi’nin biyo-baskı ile geliştirdiği mikroalgal hücrelere ait örnek bir görsel
Delft Üniversitesi’nin biyo-baskı ile geliştirdiği mikroalgal hücrelere ait örnek bir görsel

Mikroalglerin Sağladığı Avantajlar

Mikroalglerin fotosentetik kapasitesi ve bakteriyel selülozun dayanıklılığı ile benzersiz bir malzeme basmak için canlı olmayan bakteriyel selüloz ve canlı mikroalg kullanılıyor. Araştırmacılar, malzemenin çevre dostu, biyolojik olarak parçalanabilir ve seri üretim için ölçeklenebilir olduğunu söylüyor. Canlı hücrelerin biyo-baskı makinelerinde basılabilme teknolojisi, mikroalgal gibi hücre ile iç içe bulunan materyallerin üretimi için kolaylık sağlıyor. Mikroalgal hücreler, diğer adıyla fotosentetik canlı materyaller, biyo-baskı teknolojisinin getirdiği avantajlar ile Mars’ta enerji üretmek gibi gerçek yaşam ortamlarındaki uygulamalar için yeterince sağlam olma ve daha esnek bir şekilde görevini yerine getirebilme avantajına sahip oluyor.

Bir arada bulunan mikroalg hücreleri
Bir arada bulunan mikroalg hücreleri

Gelecekteki Uzay Kolonileri İçin Yapay Yapraklar

TU Delft Üniversitesi ekibinin bu projeyle birlikte hayata geçirmek istediği öncelikli hedeflerinin başında Mars için planlanan gelecekteki koloniler gibi uzay kolonilerinde sürdürülebilir bir enerji kaynağı oluşturulabilmesi geliyor. Ekip, malzemenin, uzay gibi bitkilerin oksijen yetersizliğinden dolayı iyi büyümediği ortamlarda sürdürülebilir enerji ve oksijen üretebilen yapay yapraklar oluşturmak için kullanılabileceğini belirtiyor.


Peki bunu nasıl yapıyor?

İlk olarak yapraklar mikroalg hücreleri ile elde edilen enerjiyi şeker olarak kimyasal biçimde depoluyor. Bu enerji daha sonra yakıta dönüştürebilecek forma getiriliyor. Ayrıca, bu materyaller sadece uzayda sürdürülebilir bir ortam için enerji elde etmekle kalmıyor, fotosentez sırasında oksijen toplayıp salgılayabiliyor.

Uzayda kurulabilecek kolonilere örnek
Uzayda kurulabilecek kolonilere örnek

Şu an için geliştirilme aşamasında olan bu projenin pratikte uygulamaya geçebilmesi için birçok iyileştirme yapılması gerekiyor. Örneğin, bu projenin uygulamaya geçebilmesi için geliştirilen materyalin gezegenimizden çıkarak yörüngeye yollanması ve daha sonra Mars gibi diğer gezegenlere gitmesi gerekiyor. Ancak şu an elimizde olan teknolojiler ile bunu gerçekleştirmek çok yüksek fiyatlar gerektiriyor. Materyalin yaklaşık 453 gramını gönderebilmek için 10.000 dolara ihtiyaç duyuluyor.


2017’de Almanya’nın uzay ajansı (DLR), Uluslararası Uzay istasyonu’nda geri dönüştürülerek kullanılan astronot idrarı ile büyüyen domatesleri test etti. Bu domatesler, testlerden başarıyla geçebildiklerinden dolayı uzayda yetişen ilk meyve olarak seçildi. TU Delft Üniversitesi ekibinin açıklamalarına göre geliştirdikleri mikroalg içeren yapay yapraklar da bu domatesler gibi uzayda yaşam için devrim yaratabilir.


Gelecekte bir gün dünyamız bize yeterli gelemezse, uçağa biner gibi hiç düşünmeden bir uzay mekiğine binip bizim için enerji üreten yaprakların bulunduğu diğer gezegenlere gitmemiz mümkün olabilir. Bu şekilde hem yeni yerler keşfedebiliriz hem de yeni gezegenlere giderek dünyamızda yaşanabilecek ozon tabakasının delinmesi gibi ölümcül sonuçlardan kurtarabiliriz.

Kaynak: Interesting Engineering Bu içerik Can Duru tarafından gelecekburada.net için hazırlanmıştır ve basılı veya çevrim içi yayınlarda dağıtımı konusunda hakları elinde tutar. Kaynak göstererek (ve link vererek) paylaşabilirsiniz.