Biyofabrikasyon neden sıradaki endüstriyel devrimdir

Mikroplardan giysiler, yaşayan organizmalardan mobilya ve ağaç kabuğu gibi yapı kaplamaları "yetiştirseydik" nasıl olurdu? TED Fellow Suzanne Lee biyofabrikasyon alanındaki heyecan verici gelişmeleri paylaşıyor ve plastik ve çimento gibi ana atık kaynaklarını sürdürülebilir eko-dostu alternatiflerle değiştirmenin nasıl faydası olacağını gösteriyor.

Hayata moda tasarımcı olarak
tekstil tasarımcıları

ve kumaş sağlayıcılarıyla
yakından çalışarak başladım.

Ancak bugün yeni iş ortaklarımla
görüşemiyor ya da konuşamıyorum

çünkü onlar ayağımızın altındaki kirde,
süpermarketlerin raflarında

ve bu konuşmayı bitirince
içeceğim biradalar.

Mikroplardan

ve hayatla tasarlamaktan bahsediyorum.

15 yıl önce,

bir biyologla açık ortaklık sonrasında

ne ile ve nasıl çalıştığımı
tamamen değiştirdim.

Projemiz bana nasıl tasarladığımız
ve ürettiğimiz hakkında

tamamıyla yeni bir
olasılıklar dünyasını tanıtarak

yaşamın farklı bir
perspektifini kazandırdı.

Radikal bir imalat planı keşfettim:

biyofabrikasyon.

Kelimenin tam anlamıyla
biyoloji ile imalat.

Bu ne anlama geliyor?

Bitkileri, hayvanları ya da petrolü
tüketim materyali olarak kullanmak yerine

materyali doğrudan

yaşayan organizmalar ile üretebiliriz.

Birçoğunun dediği gibi
"Dördüncü Endüstriyel Devrim" ile

yeni fabrikaları yaşayan
hücreler olarak düşünüyorduk.

Bakteri, alg, mantar, maya:

en son tasarım araçlarımız
bu biyoteknolojiyi içeriyordu.

Biyofabrikasyon yolculuğum

"biyotasarım" denen bir projeyle başladı.

Provokasyona göre birkaç ay boyunca
arazide bir bitki yetiştirmek yerine,

örneğin pamuğu,

benzer bir selüloz materyali
laboratuvarda birkaç günde üretmede

mikropları kullanabilirdik.

Belirli türlerdeki bakterileri
besi zengini sıvı kullanarak

kendiliğinden organize selüloz
ipliklerinden kumaş dokuya fermente ettik.

Ürettiğimiz dokuyu kurutup

çeşitli giysi, ayakkabı ve çantaya
kestim ve diktim.

Bir diğer deyişle bir laboratuvarda
materyaller ürettik

ve onu birkaç günde

çeşitli ürünlere dönüştürdük.

Yani bu bilinen kumaş üretim metotlarına;

bitkinin yetiştiği,

sadece pamuk kısmı hasat edilen,

ipliğe işlenen,

kumaşa örülen

ve potansiyelde
okyanus ötesine sevk edilip

elbiseye kesilip dikilmeye tamamen zıt.

Bunların tümü aylar sürebilir.

Bu prototipler kayda değer

kaynak verimliliğinin olduğu
bir alana işaret ediyor.

Materyal üretiminde su, enerji

ve kimyasal ihtiyacını düşüren,

sıfır atık üreten,

ipliklerden işlenmiş
formuna üretim yapıldı.

Dilerseniz buna
"biyolojik katkılı üretim" denebilir.

Biyofabrikasyon ile

insan yapımı çoğu zorlu aşamaları

bir biyolojik adımla değiştirdim.

Bu canlı sistemi kullanmak

benim tasarım düşüncemi baştan yarattı.

Burada benim, büyümenin başlangıç
şartlarını tasarlama dışında

dahil olmadığım, sürdürülebilir
ve kullanışlı materyalin

verimli üretimi biyolojisi var.

Kendimi tüm materyalleri biyofabrikasyon
merceğinden görmekten alamıyorum.

Aslında materyalleri biyolojiyle yeniden
değerlendiren büyümekte olan

bir inovasyoncu küresel topluluk var.

Birçok şirket mantar materyalleri
ki tam olarak mantar olmayan

-miselyum yani mantarın kök sistemi
olanını- tarım yan ürünlerini

birleştirmek için üretiyor.

Bu işlem "doğanın yapıştırıcısı"
olarak biliniyor.

Bunu yapmanın yaygın bir yolu
3-D kalıbı alıp

mısır sapı ya da kenevir artığı
ile doldurup su eklemek,

birkaç gün miselyumun yetişmesini bekleyip

kalıbı çıkartmak

ve böylece 3-D formunu üretmek.

İnanılmaz olan, ayakkabılardaki
plastiklerin yerini alabilecek köpükten,

deri benzeri materyale kadar
her türden yapıyı,

yaşayan organizmaları kullanarak,

hayvanlar olmadan üretebiliyoruz.

Mobilya, yer kaplaması
tümüyle prototiplenebiliyor.

Mantarlar, kimyasallar olmadan
doğal olarak yanmaya dayanıklı

materyaller üretebiliyor.

Doğal hidrofobikler,

yani su absorbe etmezler.

Plastiklerden yüksek
erime sıcaklığına sahipler.

Polistirenin ayrışması yüzlerce yıl sürer.

Mantar paketleme materyali

arka bahçenizde doğal olarak

30 gün kadar kısa sürede ayrışabilir.

Yaşayan organizmalar, atıkları,

plastiklerin ve diğer CO2 salan
materyalin yerini alan,

masraf ve performansı karşılaştırılabilir

materyale dönüştürebiliyor.

Materyalleri yaşayan organizmalar ile
üretmeye başlayınca

önceki üretim metotları mantıksız
görünmeye başlıyor.

Tuğlayı ele alalım.

Çimento sanayisi genellikle
küresel CO2 emisyonunun

yüzde sekizini üretir.

Bu tüm uçak ve gemilerinkinden fazladır.

Çimento üretimi, materyalin
1.000 Celsius derecenin üzerinde

fırınlanmasını gerektirir.

Bunu bioMASON ile kıyaslayalım.

Toprak mikrobunu,
kum ya da parçalanmış taş gibi

gevşek kümelenmiş topraktan,

biyofabrike ya da biyoçimento tuğlaya
dönüştürmede kullanırlar.

İşlem oda sıcaklığında

birkaç günde gerçekleşir.

Düşünün: tuğla için topraksızlık.

Bakteri aşılanmış tuğla tepsilerini

bir besi zengini suyla besleyen

sulama sistemi.

Bakteri her bir kum taneciğinden

kristal üretiyor

ve tüm gevşek parçacıkları

katı bir tuğlaya hapsediyor.

Artık tıpkı bir mercan resifi gibi

doğanın zarifliğinde

inşa materyalleri yetiştirebiliriz.

Bu biyofabrike tuğlalar bir beton tuğladan

neredeyse üç kat daha dayanıklı.

Geleneksel çimento üretimine
tam bir tezat olarak

yapılandan daha çok karbon içeriyor.

Yani eğer yılda üretilen 1,2 trilyon

pişmiş tuğlayı

biyofabrike tuğla ile değiştirirsek

her yıl 800 milyon ton
CO2 emisyonu azaltabiliriz.

(Alkışlar)

Yaşayan organizmalarla materyalleri
üretmenin ötesinde,

onların gelişmesini
cesaretlendiren ürünler

tasarlamaya başlıyoruz.

Farkına varmaya başladığımız şey,

marjinalize etmeye çalıştığımız -yaşam-

gerçekten bizim
en büyük ortağımız olabilir.

Bu noktaya kadar kendi ekosistemimizde

sağlıklı mikroplar üretmenin
tüm yollarını keşfediyorduk.

Bunun en iyi örneği binanın dış kabuğunun

bir ağacın kabuğu gibi
fonksiyon gösterdiğini

hayal eden mimarlardır.

Ancak kozmetik bir
yeşil katman olarak değil.

Mimari kabukları, evrimleşen ekolojiyi

barındıracak şekilde tasarlıyorlar.

Bu yüzey yapıları, yaşamı
davet etmeye tasarlanmıştır.

Eğer aynı enerjiyi yaşam formlarını
baskılamak yerine

yaşamı yetiştirmeye harcarsak
yabani şehrin olumsuz imajını,

harfiyen büyüyen, yaşayan

ekosistemi kucaklayanına dönüştürebiliriz.

Sağlıklı mikroplarla yüzey etkileşimleri
aktif olarak artırılarak

pasif iklim yönetimini,

sel suyu idaresini geliştirebilir,

hatta yapıları ısıtmak

ya da soğutmak için kullanılan enerjiyi
düşürerek CO2 emisyonunu azaltabiliriz.

Doğa-temelli teknolojilerin potansiyelinin

farkına varmaya yeni başlıyoruz.

Yeni bir materyal dünyasını tasarlamaya

ve biyofabrikasyona
başlamaya heyecanlıyım.

Yenilenemeyen kaynakları
sömürme fikrinden uzaklaşıp

orijinaliyle, yenilenebilir hayat ile

çalışmak fikri.

Yaşamı tasarlamak yerine,

yaşamla ve onun için tasarlıyoruz.

Ambalajlama, moda,
ayakkabı, mobilya, inşa -

biyofabrike ürünler talep merkezine yakın,

yerel kaynaklarla,
daha az arazide, enerjiyle

ve hatta endüstriyel atık akışını
dizginleyerek yetiştirilebilir.

Biyoteknoloji araçları,

güçlü, çok uluslu kimyasal
ve biyoteknoloji firmalarını

korumak içindi.

Geçtiğimiz yüzyılda,
materyal inovasyonunun

DuPont, Dow, BASF benzerlerinden
gelmesi beklenirdi.

Ancak 21. yüzyıl materyal inovasyonu
sınırlı sermayeli ve küçük ekipli

start-up'lardan oluşuyor.

Ayrıca kurucuların tümünün
bilimsel derecesi bulunmuyor.

Sanatçıları, mimarları
ve tasarımcıları içeriyorlar.

Bir milyar dolardan fazlası hâlihazırda

tüketim ürünleri biyofabrikasyonu yapan
start-up'lara yatırıldı.

Geleceğimizi biyofabrike etmekten başka
bir seçeneğimiz olduğunu sanmıyorum.

Giydiğiniz ceketten

oturduğunuz sandalyeye, yaşadığınız eve,

tasarlanmış materyal dünyası

sizin ya da gezegenin

sağlığından taviz vermemeli.

Eğer materyaller geri dönüştürülemiyorsa

ya da evde doğallıkla
gübreleştirilemiyorsa

onları reddetmeliyiz.

Kendimi, bugüne kadar yapılan
tüm bu inanılmaz işe bir ışık tutarak

bu geleceği gerçeğe dönüştürmeye,

tasarımcılar, bilim insanları,

yatırımcılar ve markalar arasında

daha fazla etkileşimi
kolaylaştırmaya adadım.

Çünkü bir materyal devrimine
ihtiyacımız var

ve şimdi var.

Teşekkürler.

(Alkışlar)