हालाँकि, सीमेंट और कंक्रीट का उत्पादन करते समय कार्बन डाइऑक्साइड के बड़े पैमाने पर उत्सर्जन के कारण निर्माण उद्योग वैश्विक CO₂ पदचिह्न का एक बड़ा हिस्सा है। यद्यपि विकल्प के निर्माण में वास्तुकारों और इंजीनियरों द्वारा कुछ सफलता हासिल की गई है, फिर भी ऐसी कोई टिकाऊ निर्माण सामग्री नहीं है जो न केवल कम हो बल्कि हवा से CO₂ को अवशोषित भी कर सके।हालाँकि, ETH ज्यूरिख में, वैज्ञानिक पूरी तरह से नया समाधान बनाने में कामयाब रहे। नई सामग्री में जीवित घटक होते हैं और CO₂ को खनिजों में परिवर्तित करने के लिए सायनोबैक्टीरिया की क्षमता का उपयोग किया जाता है। में प्रकाशित प्रकृति संचारअध्ययन से पता चलता है कि कैसे सामग्री न केवल कार्बन को संग्रहीत करती है बल्कि धीरे-धीरे खुद को मजबूत भी करती है क्योंकि खनिज इसकी संरचना में जमा होते हैं।
कैसे जीवित सूक्ष्मजीव कार्बन डाइऑक्साइड को पत्थर में बदल देते हैं
अनुसंधान समूह ने जीवित साइनोबैक्टीरिया का उपयोग किया, जो सूक्ष्मजीव हैं जो प्रकाश संश्लेषण करते हैं, और उन्हें एक विशेष रूप से विकसित 3 डी-मुद्रित हाइड्रोजेल में एम्बेड किया गया है। यह सामग्री इन सूक्ष्मजीवों के जीवन को बनाए रखती है क्योंकि यह उन्हें पानी और पोषण प्रदान करती है और साथ ही प्रकाश और कार्बन डाइऑक्साइड को जीवों की कोशिकाओं में प्रवेश करने की अनुमति देती है।प्रकाश संश्लेषण की प्रक्रिया करके, ये सूक्ष्मजीव आसपास से CO2 लेते हैं; हालाँकि, यहीं पर इन सूक्ष्मजीवों की भूमिका समाप्त नहीं होती है। प्रकाश संश्लेषण करने के अलावा, ये सूक्ष्मजीव कैल्शियम कार्बोनेट जैसे खनिजों के निर्माण की सुविधा प्रदान करते हैं, जो आमतौर पर चूना पत्थर, चाक और सीपियों में पाया जाता है।जैसे-जैसे हाइड्रोजेल में खनिज जमा होते रहते हैं, सामग्री की ताकत बढ़ जाती है जबकि कार्बन खनिज के रूप में सामग्री में समा जाता है।
जीवित सामग्री एक वर्ष से अधिक समय तक सक्रिय रही
जीवित सामग्री को विकसित करने में सबसे बड़ी समस्याओं में से एक सूक्ष्मजीवों की व्यवहार्यता को लंबे समय तक बनाए रखना है ताकि वे कुछ उपयोगी कर सकें। इस समस्या को हल करने के लिए, वैज्ञानिकों ने अपने हाइड्रोजेल को एक आंतरिक संरचना के साथ इंजीनियर किया जो इसके माध्यम से प्रकाश, पानी और पोषक तत्वों का कुशल प्रवाह सुनिश्चित करता है।अध्ययन में पाया गया कि सायनोबैक्टीरिया एक वर्ष से अधिक समय तक चयापचय रूप से सक्रिय रहा, और उस दौरान लगातार प्रकाश संश्लेषण और खनिजकरण करता रहा। शोध से पता चला कि सामग्री दो पूरक तंत्रों के माध्यम से कार्बन का भंडारण करती है: जीवित बायोमास के अंदर अस्थायी भंडारण और ठोस कैल्शियम कार्बोनेट खनिजों के रूप में दीर्घकालिक भंडारण।क्योंकि कैप्चर किया गया अधिकांश कार्बन खनिज भंडार में शामिल हो जाता है, यह आसानी से वायुमंडल में लौटने के बजाय सामग्री के अंदर बंद रहता है।
सक्रिय रूप से कार्बन हटाने वाली इमारतों की ओर एक कदम
शोधकर्ताओं का मानना है कि प्रौद्योगिकी को अंततः अग्रभागों, वास्तुशिल्प पैनलों और अन्य गैर-लोड-असर संरचनाओं के निर्माण में शामिल किया जा सकता है जो अपने पूरे जीवनकाल में लगातार कार्बन को अवशोषित करते हैं।3डी प्रिंटिंग का उपयोग सामग्री की आंतरिक ज्यामिति को सावधानीपूर्वक अनुकूलित करने की अनुमति देता है, जिससे प्रकाश प्रवेश, पोषक तत्व परिवहन और माइक्रोबियल गतिविधि में सुधार होता है। इससे सामग्री की संरचनात्मक अखंडता को बनाए रखते हुए कार्बन कैप्चर को अधिकतम करना संभव हो जाता है।ईटीएच ज्यूरिख अनुसंधान टीम के अनुसार, अगली पीढ़ी की इमारतें न केवल कम कार्बन वाली इमारतें होंगी बल्कि जीवित प्राणियों की तरह भी काम करेंगी जो वायुमंडल से कार्बन डाइऑक्साइड को अवशोषित करेंगी और साथ ही अपने भीतर खनिजों के प्राकृतिक निर्माण के साथ मजबूत होंगी।
