مصالح زنده: میسلیوم، جلبک و کامپوزیتهای باکتریایی
نویسنده: شهباز غفوری
مفهوم مصالح زنده مرز میان زیستشناسی و ساختوساز را دگرگون کرده است. برخلاف مصالح سنتی که ماهیتی بیجان و ایستا دارند، مصالح زنده قادر به رشد، سازگاری و حتی خودترمیمی هستند. این مصالح با بهرهگیری از میکروارگانیسمها، سلولهای گیاهی و سایر عوامل زیستی، سامانههایی پاسخگو و احیاگر برای محیط ساختهشده ایجاد میکنند. میسلیوم، جلبک و کامپوزیتهای باکتریایی بهعنوان نامزدهای پیشرو در آینده طراحی زیستیکپارچه در حال ظهورند و تولید کمکربن، چرخههای حیات بسته و ویژگیهای زیباییشناسانه نوینی را ارائه میدهند که مرز میان طبیعت و معماری را محو میسازد.
میسلیوم: شبکههای قارچی بهعنوان عناصر سازهای
میسلیوم، شبکه ریشهای قارچها، بهعنوان مادهای سبک و زیستتخریبپذیر برای ساختوساز مورد توجه قرار گرفته است. زمانی که بر روی ضایعات کشاورزی پرورش یابد، به پانلهایی متراکم و اسفنجمانند تبدیل میشود که ذاتاً مقاوم در برابر آتش و عایق حرارتی هستند. امروزه کامپوزیتهای میسلیومی در بستهبندی و سازههای موقت بهکار میروند و تحقیقات به سمت کاربردهای باربر نیز گسترش یافته است. چرخه رشد سریع و قابلیت تغذیه از ضایعات، میسلیوم را به رکن اصلی استراتژیهای اقتصاد چرخشی در معماری بدل میسازد.
مصالح زیستی مبتنی بر جلبک
جلبک در حال انقلاب در طراحی زیستی است؛ زیرا هم بهعنوان یک ارگانیسم جذبکننده کربن عمل میکند و هم ماده خامی چندمنظوره محسوب میشود. میکروجلبکها میتوانند برای تولید بیوپلاستیکها، رنگدانهها و حتی انرژی برداشت شوند، در حالیکه ماکروجلبکهایی مانند کلپ برای عایقکاری و کامپوزیتهای الیافی مورد استفاده قرار میگیرند. نماهای زنده مبتنی بر جلبک که از فتوبیوراکتورهای یکپارچه بهره میبرند، پوسته ساختمانها را به مخزنهای کربن و تولیدکنندگان انرژی تبدیل میکنند. این نوآوریها سطوح معماری را به سامانههای اکولوژیک فعال بدل میکنند و مفهوم طراحی انرژی-مثبت را بازتعریف مینمایند.
کامپوزیتهای باکتریایی و مصالح خودترمیمشونده
مجموعههای باکتریایی افقهای تازهای از عملکرد را در حوزه ساختوساز گشودهاند. برخی باکتریها مانند Bacillus subtilis قادرند کربنات کلسیم رسوب دهند و به بتن امکان دهند ترکهای خود را ترمیم کند. گونههای دیگر سلولز یا بیوپلیمرهایی تولید میکنند که نقش چسبانندههای سازهای را ایفا میکنند. این نوآوریها مصالحی نوید میدهند که خود را بازسازی کرده و هزینههای نگهداری را کاهش دهند و عمر ساختمانها را افزایش دهند. با پیشرفت زیستشناسی ترکیبی، انتظار میرود کامپوزیتهای باکتریایی نقش محوری در سازگاری با تغییرات اقلیمی ایفا کنند.
کاربردها و ظرفیت صنعتی
مصالح زنده هماکنون در پروژههای پایلوت متنوعی از مبلمان زیستتخریبپذیر گرفته تا نماهای جذبکننده کربن و پانلهای داخلی تطبیقی بهکار میروند. استودیوهای معماری با آزمایشگاههای زیستفناوری همکاری میکنند تا روشهای تولید در مقیاس صنعتی توسعه یابد، در حالیکه چارچوبهای قانونی نیز بهآرامی خود را با این پارادایم مصالح-بهمثابه-موجودیت تطبیق میدهند. با توانایی جایگزینی محصولات مبتنی بر پتروشیمی، این مصالح میتوانند بهشکل چشمگیری ردپای زیستمحیطی صنعت ساختوساز را کاهش دهند.
چالشها و چشمانداز آینده
علیرغم پتانسیل بالای خود، مصالح زنده با موانعی نظیر مجوزهای قانونی، مقیاسپذیری و پذیرش عمومی روبهرو هستند. محصولات زیستمهندسیشده اغلب نیازمند شرایط کنترلشده برای رشد و ذخیرهسازیاند که چالشهای لجستیکی ایجاد میکند. با این حال، با پیشرفت زیستشناسی ترکیبی، چاپ زیستی سهبعدی و مدلهای اقتصاد چرخشی، این موانع به تدریج کاهش خواهند یافت. مصالح زنده نه تنها مزایای زیستمحیطی ارائه میدهند، بلکه نوعی جابهجایی فلسفی را نیز پیشنهاد میکنند: درک ساختمانها بهعنوان سیستمهای زنده که بهطور مداوم با محیط خود تکامل مییابند.
قارچ ریشه، جلبک و کامپوزیتهای باکتریایی نمایانگر لبه پیشرو نوآوریهای مصالح در معماری هستند. این مصالح ما را دعوت میکنند تا ساختوساز را نه بهعنوان تحمیل بر طبیعت، بلکه بهعنوان همکاری با آن بازاندیشی کنیم. با پذیرش مصالح زنده، طراحان میتوانند محیطهایی احیاگر خلق کنند که مرز میان جهان ساختهشده و طبیعی را محو کرده و الگویی برای شهرهای آینده فراهم آورند؛ شهرهایی زنده، تطبیقی و تابآور از نظر بومشناختی.