Természet és technológia: falak, amelyek képesek növényeket termeszteni

Az építészet és a természet kapcsolata összetett. Ha egyrészt élvezzük, hogy a természetet művészetként keretezzük otthonunkban, másrészt mindenáron igyekszünk elkerülni, hogy a falakon és szerkezetekben a gyökerek és levelek által károsított, akadályozó “valódi” természet jelenlétét. Ugyanakkor zöld tetőkkel, függőleges kertekkel és virágládákkal hozzuk közelebb a városokat a természethez és javítjuk az emberek közérzetét; de olyan anyagokból is építünk épületeket, amelyek teljesen elszakadnak az állat- és növényvilágtól.

Bár a bioanyagok és az új technológiák fejlődése fokozatosan változtat ezen, mégis fel kell tennünk magunknak a kérdést, hogy az általunk lakott szerkezeteket és épületeket el kell-e választani az őket körülvevő természettől. Ez a kérdés vezette a Virginiai Egyetem (UVA) kutatóit arra, hogy geometriailag összetett, 3D-nyomtatott talajszerkezeteket fejlesszenek ki, amelyeken a növények szabadon nőhetnek.

A csapat kifejlesztett egy módszert a 3D nyomtatásra bioalapú anyagokkal, a körkörösséget beépítve a folyamatba. A hagyományos beton vagy műanyag helyett a felhasznált nyersanyag maga a talaj és a helyi növények vízzel keverve és a nyomtatóba helyezve falakat és szerkezeteket alkotnak. A sebesség, a költséghatékonyság és az alacsony energiaigény kombinálásával a helyben beszerzett bioalapú anyagokkal az additív gyártás folyamata fejlődhet, és olyan 3D-nyomtatott szerkezeteket hozhat létre, amelyek teljesen biológiailag lebomlanak, és a hasznos élettartamuk végén visszatérnek a földbe.

A csapat tagjai Ji Ma, az UVA Műszaki és Alkalmazott Tudományok Iskolájának tudományos és anyagmérnöki tanszékének adjunktusa, David Carr, az UVA Környezettudományi Tanszékének kutatóprofesszora, Ehsan Baharlou, az UVA Építészeti Iskolájának adjunktusa, valamint Spencer Barnes, az egyetem egy hallgatója voltak. Barnes kétféle megközelítéssel végzett kísérleteket a nyomtatáshoz legkedvezőbb keverékekkel kapcsolatban: a talaj és a magvak egymás utáni rétegekben történő nyomtatása, vagy a magvak keverése a talajjal a nyomtatás előtt. Mindkét megközelítés jól működött.

Ahogy Ji Ma az egyetem által közzétett cikkben rámutat: “A 3D-nyomtatott talaj hajlamos gyorsabban veszíteni a vizet, és erősebben tartja a vizet. Mivel a 3D-nyomtatás szárazabbá teszi a növényt körülvevő környezetet, olyan növényeket kell beépítenünk, amelyek szeretik a szárazabb éghajlatot. Azért gondoljuk, hogy ez azért van így, mert a talaj tömörödik. Amikor a talajt a fúvókán keresztül összenyomjuk, a légbuborékok kiszorulnak. Amikor a talaj elveszíti a légbuborékokat, jobban megtartja a vizet.”

David Carr feladata volt viszont a talaj ideális összetételének megtalálása a nyomtatáshoz és a legkedvezőbb növényfajok kiválasztásához. Ezek a megállapítások biztosítanák, hogy a növények a szerkezeten belül virágozhassanak, a talaj pedig felhalmozhassa a szerves anyagokat és összegyűjthesse a szükséges tápanyagokat. Olyan növényeket javasolt, amelyek természetes módon nőnek olyan területeken, amelyek látszólag az élet külső határán vannak – olyan őshonos növényeket, amelyek gyakorlatilag csupasz sziklákon nőnek. A kiválasztott faj a Sedum (kőtörőfű) volt, amelyet általában zöldtetőkön használnak. Ennek a fajnak a fiziológiája hasonló a kaktuszéhoz, és nagyon kevés vízzel is képes túlélni, sőt, bizonyos mértékig ki is szárad, hogy regenerálódjon.

A csapat az év elején publikálta első eredményeit az Ökológiailag aktív talajszerkezetek 3D nyomtatása című tanulmányban. A technológia körüli kutatások folytatódtak, és a következő lépések között szerepelnek a nagyobb, legalább egy emeletet tartalmazó szerkezetek talaj-“tinta” formulái, amelyekkel igyekeznek megelőzni az olyan problémákat, mint például a talaj törése a nagyobb feszültségeknél. Emellett a kutatók kísérleteztek különböző rétegekkel is egy falpanelen belül, hogy a belső falat elszigeteljék és a külső fal nedvességét fenntartsák. Bár ez csak a kezdet, de egy lépés lehet afelé, hogy a természetet közelebb tartsuk az emberi gyártáshoz.

Forrás: www.dezeen.com