İnsanlar binlerce yıldır çevrelerini şekillendiriyor. Başlangıçta barınma ihtiyacına verilen basit bir yanıt olan inşaat, zamanla medeniyetin en belirleyici sektörlerinden biri haline geldi.
Ama inşaat hiçbir zaman sadece yapılardan ibaret olmadı. Malzemeler her zaman önemliydi ve insan yaratıcılığıyla birlikte evrim geçirdi. İlk inşaatçılar ahşap, taş ve kilden yararlandı. Romalılar kireç ve volkanik kayayı harçla karıştırarak betonu mükemmelleştirdi ve kitle inşaatlarını mümkün kıldı. Her çağ, ihtiyaçlarına uygun şekilde daha güçlü ve çok yönlü malzemeler sundu.
Bugün ise bambaşka bir zorlukla karşı karşıyayız: İnşaat sektörü küresel sera gazı emisyonlarının %37’sinden sorumlu. Bu, diğer tüm endüstrilerden daha fazla. Mühendisler ve mimarlar artık daha akıllı ve daha sürdürülebilir yapılar inşa etme baskısı altında. Ve bu çabanın merkezinde, insanlığın en eski malzemelerinden biri olan ahşap, yeniden sahneye çıkıyor. Ancak bu kez yeniden tasarlanarak: SÜPER AHŞAP (SUPERWOOD).
Tanıdık Bir Malzeme
Maryland merkezli InventWood, sıradan ahşabı moleküler düzeyde dönüştürerek doğal halinden 12 kat daha güçlü ve 10 kat daha dayanıklı hale getiren bir süreç geliştirdi. CEO Alex Lau, Interesting Engineering’e verdiği demeçte projenin 2018’de başladığını, Maryland Üniversitesi’nde Liangbing Hu, PhD tarafından yürütülen araştırmalardan ilham aldığını söyledi.
Çözümün zarafetinden etkilenen Lau, Hu ve ekibine katıldı ve doğanın iklim değişikliğine zaten bir cevap sunduğunu fark etti. Bitkilerdeki selüloz nanokristalleri karbon fiberden daha güçlüydü; ancak büyüme için gerekli gözenekli yapı nedeniyle bu gücün yalnızca %1’i kullanılabiliyordu.
Lau şöyle diyor:
“Karmaşık tedarik zincirleri ve çevresel tavizler içeren yeni sentetik malzemeler icat etmek yerine, doğanın milyarlarca yıldır optimize ettiği şeyi geliştirdik.”
Ekip, buharla işleme, ısıl işlem veya soğuk haddeleme gibi önceki yöntemlerin sınırlamalarını aşmak için ahşabı moleküler düzeyde yeniden tasarladı ve SUPERWOOD’u geliştirdi.
Süper Ahşap Nasıl Yapılıyor?
Lau, bu malzemenin yalnızca ahşabın sürdürülebilirliğini korumakla kalmadığını, aynı zamanda diğer ileri ürünlerin görünümünü ve mekanik gücünü de eşleştirdiğini belirtiyor.
“Ahşabın doğal güzelliğini ve sürdürülebilirliğini korurken, sentetik malzemelerle yarışabilecek hatta onları aşabilecek performans özelliklerini açığa çıkaracak bir süreç geliştirmemiz gerekiyordu.”
Tekniklerin ve parametrelerin ayrıntıları gizli tutulsa da CEO, sürecin iki aşamadan oluştuğunu paylaştı: moleküler yeniden yapılandırma ve yoğunlaştırma.
- Kimyasal İşlem (Pişirme):
Ahşap özel bir kimyasal banyoda işleniyor. Bu dikkatle kontrol edilen işlem lignini değiştiriyor ve ahşap liflerini doğal halinde bir arada tutan “tutkal” niteliğindeki hemiselülozu seçici olarak çıkarıyor. - Sıcak Presleme (Yoğunlaştırma):
Kimyasal işlemden geçen ahşap, dikkatle kontrol edilen ısı ve basınç altında sıkıştırılıyor. Hücre duvarları çökerken selüloz nanofiberler birbirine o kadar yaklaşıyor ki yeni kimyasal bağlar oluşturuyor. Lau’nun sözleriyle:
“Bu bağlar, suya eşsiz özelliklerini kazandıran bağların aynısıdır.”
Bu süreç, ahşabın yoğunluğunu orijinal halinin 4 katına çıkarıyor ve yüksek derecede hizalanmış selüloz nanofiberleri koruyor.
InventWood, Maryland’de 90.000 fit karelik bir tesiste, ticari ölçekli üretim hattı kurdu. Tesiste özel kimyasal işlem tankları ve hassas presler bulunuyor. Lau, ayrıca parlatma, şekillendirme veya kaplama gibi isteğe bağlı bitiş adımlarıyla tasarım ve uygulama gereksinimlerine göre ürünün uyarlanabileceğini belirtiyor. Şirket şu ana kadar 19’dan fazla ahşap türünde test yaptı.
“Dikkat çekici olan, bu sürecin test ettiğimiz her ağaç türünde, hatta bambuda bile etkili olması. İlk üretim için bölgeden elde edilen geri dönüştürülmüş kavak kullanıyoruz.” – Alex Lau
Laboratuvardan Sanayiye
Şirket, ekonomik değeri düşük ağaç parçalarını ve yeterince değerlendirilmemiş orman kaynaklarını kullanarak orman ekolojisini geliştirmeyi, ekosistem değerini artırmayı ve kırsal toplulukları desteklemeyi hedefliyor. Ancak bir laboratuvar buluşunu ticari olarak uygulanabilir bir ürüne dönüştürmek kolay değil.
Lau, Frederick’teki tesisin tam kapasiteye ulaştığında yılda 1 milyon fit kare SUPERWOOD üretebileceğini söylüyor. Planlanan yeni bir tesisin ise bunun 20 katı üretim yapması bekleniyor.
Üretim süreci, çelik, alüminyum veya karbon fiberle kıyaslandığında doğası gereği enerji açısından çok daha verimli. Lau şöyle vurguluyor:
“Çelik 1800°C sıcaklık gerektirirken, biz 200°C’nin altında çalışıyoruz. Demir ve kömür, çelik fabrikalarına ulaşmak için büyük mesafeler kat ederken, ağaçlar bol miktarda bulunuyor ve genellikle bir kereste fabrikasına yalnızca 100 km’den kısa mesafeler taşınıyor.”
Karbon Avantajı
Amerikalı çevreci ve girişimci Paul Hawken, SUPERWOOD’u övdü:
“Yerini aldığı malzemelerden üstün. Çelik, alüminyum, ticari ahşap, lamine ahşap (glulam) ve kitle ahşap hepsi ciddi çevresel maliyetlere sahip. SUPERWOOD bunlardan kaçınıyor.”
Hawken ayrıca şunu ekliyor:
“Bu, diğer tüm yapı malzemelerinin aksine bir karbon dioksit giderim (CDR) malzemesidir. 5 metre uzunluğundaki bir SUPERWOOD kaplama, geleneksel ahşabın 3,1 kg CO2 tutmasına karşılık 11 kg CO2 depoluyor.”
- Çelik üretimi: ton başına 1,8 ton CO2
- Alüminyum: ton başına 11 ton CO2
- SUPERWOOD: ton başına sadece 0,4 ton CO2
Lau, gücü hesaba kattığınızda bunun on kat daha düşük emisyon anlamına geldiğini söylüyor:
“Ayrıca, SUPERWOOD ton başına 1,5 tona kadar CO2 depolayabiliyor; yani net bir karbon yutağıdır.”
Şirket aynı zamanda atık ahşabı da hedefliyor: İnşaat atıkları, değirmen kalıntıları ve hatta şehir içi ahşap atıkları SUPERWOOD’a dönüştürülebiliyor.
Dayanıklılık ve Yangın Direnci
SUPERWOOD, doğal ahşaba kıyasla 4 ila 20 kat arasında güç ve sertlik artışı gösteriyor. Janka sertlik ölçeğine göre darbelere karşı direnci yaygın ahşap türlerinden 3 ila 10 kat daha yüksek.
- Çelikten %50 daha güçlü
- %80 daha hafif
- Alev sınıfı A (ASTM E84) yangın direncine sahip
Hawken şunu belirtiyor:
“SUPERWOOD, çelikten %50 daha güçlü, %80 daha hafif ve Class A yangın direncine sahip. Yüzeysel olarak kömürleşse bile kendini söndürüyor. Çelik 500°C’de dayanıklılığının %50’sini kaybederken, SUPERWOOD gücünü koruyor.”
Lau ise yoğun selüloz yapısının yangına karşı da avantaj sağladığını ekliyor:
“Doğal ahşapta yanmayı besleyen hava boşlukları burada yok. Bu yüzden yanma süreci desteklenmiyor.”
Benimsenme ve Gelecek
Şirket, şimdi ASTM Class A yangın sertifikası ve NFPA 285 sertifikası almayı planlıyor. Bu onaylarla birlikte SUPERWOOD, yüksek binaların dış cephe kaplamalarında kullanılabilecek.
Teknoloji, sektör ortakları ve bağımsız laboratuvarlarla birlikte test edildi ve sonuçlar bilimsel literatürde geniş şekilde doğrulandı. Lau, çekirdek araştırmalarının Nature dergisinde yayımlandığını ve 1200’den fazla atıf aldığını vurguluyor.
SUPERWOOD’un dayanıklılığı kullanım amacına ve işlem parametrelerine göre değişiyor. Yapılan testlerde 300–600 MPa arasında değerler elde edildi. İlk odak alanları ise kaplama, teras ve çit uygulamaları. Özellikle yangınlardan yoğun şekilde etkilenen Kaliforniya gibi bölgeler öncelikli.
Hawken, yeni malzemelerin sektöre girişte karşılaştığı en büyük zorluğun tasarıma entegrasyon olduğunu söylüyor:
“Mimarların yeniden hayal etmesi gerekecek. Mühendisler de aynı şekilde.”
Bir 50 katlı gökdelen, geleneksel beton ve çelik gökdelenden %80–90 daha hafif olabilir. Hatta zemin katı hariç kat döşemelerinde betonu bile değiştirebilir. En büyük zorluk, artan talebi karşılamak için ABD’de ve yurtdışında daha büyük tesisler kurmak olacak. Şimdiden bölgesel üretim merkezlerine yoğun bir ilgi var.
Lau sözlerini şöyle bitiriyor:
“İnsan yaratıcılığı, SUPERWOOD’un gerçek potansiyelini ortaya çıkaracak. İnsanlar bu malzeme ile bugün hayal bile edemediğimiz şeyler yapacak. Güzel arabalar, tekneler, uçaklar… Hepsi hafif ve doğal malzemelerle üretilecek.”
Yazar Hakkında
Georgina Jedikovska – Gazeteci, bitki mühendisi, şarap uzmanı ve yemek tutkunu. Kuzey Makedonya’nın Üsküp şehrinde yaşıyor. Bahçe bitkileri mühendisliğinde yüksek lisans yapmış, bağcılık ve şarap bilimi alanında uzmanlaşmıştır. Seyahat etmeyi, yeni kültürler keşfetmeyi, iyi bir kitap ve lezzetli yemek eşliğinde vakit geçirmeyi sever. Arkeoloji, tarih ve çevre bilimleri üzerine yazmaktan keyif alır.
📌 Anahtar Kelimeler
- Süper Ahşap
- SUPERWOOD nedir
- Çelikten güçlü ahşap
- Sürdürülebilir inşaat malzemeleri
- Karbon negatif yapı malzemesi
- Ahşap inovasyonları
- Yeni nesil yapı malzemeleri
- Ahşap ve çevre dostu mimari
