Mimarlıkta Biyomateryal Kullanımı
Burcu Gülay, Doç. Dr.
Dokuz Eylül Üniversitesi Mimarlık Fakültesi Bina Bilgisi Anabilim Dalı Öğretim Üyesi
Gizem Kılıç, Yüksek Lisans Öğrencisi
Dokuz Eylül Üniversitesi Mimarlık Fakültesi
Günümüzde sürdürülebilir malzeme arayışı teknolojik gelişmelerle birlikte hızlanmış, eş zamanlı yapılan ar-ge çalışmalarını da teşvik etmiştir. Sürdürülebilir mimarlığın enerji sertifikasyon sistemleri üzerinden değerlendirildiği günümüz yapı üretim ortamında, konuya daha bütüncül bir bakış ile yaklaşmak ve bir mimari yapıda kullanılacak tüm malzemelerin elde edilişi ve doğaya uyumunu incelemek elzem görünmektedir.
Çevreye zarar vermeyen ve sürdürülebilir olarak tanımlanan doğal malzemelerin erişilebilir olması ve yaygınlaşabilmesi için farklı alanlarda çalışmalar sürdürülmektedir. Bu alanların en önde gelenlerinden biri, şüphesiz mimarlık ve inşa alanıdır. Son 20 yılın en popüler başlıklarından biri olan sürdürülebilirlik kavramı en çok mimarlık alanında, enerji ve malzeme üretiminde karşımıza çıkmakta, mimari ürünün tasarımından, atık yönetimi kapsayan oldukça geniş bir çerçevede ele alınmaktadır.
Literatüre bakıldığında, sürdürülebilirlik çatısı altında çevre dostu malzeme üretim ve kullanımına dair ortak bir terminoloji olduğu saptanmıştır. Biyomateryal ya da biyo-tabanlı malzeme olarak karşılaşılan bu kapsayıcı üst başlık, biyo-fabrike ve biyo-sentetik başlıkları ile de alt kavramlara ayrılmaktadır. Bu başlıkları kısaca açıklamak gerekirse, “biyo-fabrike” malzemeler kendi içinde, biyo-fabrikasyonlu içeriklere sahip olan malzemeler (ipek veya kollajen gibi karmaşık proteinler) ve biyo-birleştirilmiş malzemeler (miselyum gibi mikroorganizmalar ve bakteriler) olarak sınıflandırılmakta ve biyo-birleştirilmiş tüm malzemeler, gerçek makro malzeme yapısına doğru büyümek için canlı organizmayı kullanmaktadır (Lee ve diğerleri, 2020).
Öncelikli alanı tıbbi uygulamalar olan biyomateryallerin, bu alandaki kullanımına göre tanımı; “biyolojik sistemlerle etkileşime girmesi amaçlanan materyaller” şeklinde yapılabilmektedir. Mimarlık alanında ise biyomateryallerin çok geniş bir çerçevede kullanımı olduğundan, içeriği belli oranlarda değişmekle birlikte canlı organizmaların cansız malzemelerle belli oranlarda birleşmesi yolu ile oluşan biyotabanlı yapı malzemeleri şeklinde tanımlamak daha uygun olmaktadır. Biyomateryal tanımında da geçen biyotabanlı sözcüğü malzemenin bir kısmının canlı veya bir zamanlar yaşayan organizmalardan elde edilen maddelerden yapıldığını anlatmak için kullanılmaktadır. Selüloz lifleri, kazein, polilaktik asit, yağlar buna örnektir (Baydemir, Bıyıklı, 2021).
Petrokimyasal bazlı ürünlere alternatif olarak ortaya çıkan, biyosentetik kavramı ise, yenilenebilir kaynaklardan oluşan biyo-polimer yapıda ürünler için kullanılmaktadır. Bu malzemeler geleneksel petrokimyasal ürünlere kıyasla tamamen ya da kısmen biyo-tabanlı ürünlerden elde edilmektedir (Lee ve diğerleri, 2020). Kavramsal boyutta biyomateryal tanımına ve açılımlarına ilişkin farklı disiplinlerden çokça örnekler bulunmakta ancak bu makalede biyomateryallerin özellikle mimarlık alanında kullanımına dikkat çekilmektedir. Alanyazın tarandığında mimarlık alanında biyomateryal kullanımının, ağırlıklı olarak sıfırdan/yeni üretim aşamasında, bunun dışında ise yapı onarım ve yenileme aşamalarında tercih edildiği görülmektedir. Biyomateryalin yeni/sıfırdan bir mimari yapı tasarımı/üretimi aşamasında kullanımına bakıldığında, bu başlık altında öncelikle ve yaygın olarak binalarda baz materyal olarak kullanıldığı söylenebilmektedir. Tasarım alanında yine yaygın olarak bina cephe/çatı/duvar kaplama malzemesi olarak kullanımına, bunun dışında yalıtım malzemesi olarak kullanımına, taşıyıcı sistemde ana malzeme olarak kullanımına da rastlanmaktadır. Ayrıca biyomateryallerin iç mimari alanında kullanımı da son dönemde yaygınlaşmakta, iç mekanda fonksiyonel obje tasarımlarının yanı sıra kendi başına bir sergi objesi olarak enstalasyonlarda da kullanılabilmektedir. Biyomateryalin mimari tasarım-üretim aşamasının en başında kullanılmasının dışında, eskimiş-yıpranmış yapıları güçlendirmek, yenilemek, iyileştirmek için; yardımcı, bağlayıcı, onarıcı olarak kullanıldığı örneklere de yeni yeni rastlanmaktadır.
Biyomateryal Kullanımına Örnekler
Üretim aşamasında baz materyal olarak kullanımına örnek olarak Yaşayan Proje’den (Living Project) bahsedilebilir. Yaşayan proje, mısır sapları ve mantarlardan imal edilmiş, hacimsel bir tasarım, mimari olarak bir kule şeklinde tanımlanmaktadır (Deniz ve Keskin-Gundogdu, 2018). İçinde yaşayan mantarların mısır saplarıyla beslenme durumundan dolayı bu yapının kapalı bir yaşam döngüsüne sahip olduğu bilinmektedir. Dayanımı yüksek bir biyomateryal olan mantar ve bitkilerden oluşan bu kule yapısı, biyolojik olarak parçalanmadan önce tuğlaya dönüşmekte ve gübre olarak yeniden yaşam döngüsüne katılmaktadır.
![Resim 1. Mantar ve mısır saplarından üretilen “Yaşayan Proje” (URL-1).Image 1. Living project produced from mushrooms and corn stalks (URL-1).](https://yapidergisi.com/wp-content/uploads/2025/01/RESIM-1-1.jpg)
Resim 1. Mantar ve mısır saplarından üretilen “Yaşayan Proje” (URL-1). Image 1. Living project produced from mushrooms and corn stalks (URL-1).
Bir başka örnek ise İngiltere’nin Berkshire kentinde Matthew Barnett Howland, Dido Milne ve Oliver Wilton tarafından tasarlanan Cork Evi (Cork House)’dir. Cork Evi, mimarlık endüstrisinin; biyoçeşitlilik, sera gazı emisyonları ve tek kullanımlık malzemeler ile ilişkisini incelemek için tasarlanmış ve geri dönüştürülebilir mantar bloklardan imal edilmiş bir mimarlık ürünüdür. Konutta yer alan ve piramit şeklindeki tavan pencerelerine sahip olan beş hacim, ahşapla desteklenen sürdürülebilir mantar bloklardan üretilmiştir. Yapının tamamı, demonte edilebilir, yeniden kullanılabilir veya geri dönüştürülebilir olarak tasarlanmıştır. Çok sayıda inşaat malzemesi, ürün ve özel sistemler gerektiren bir bina kabuğu yerine, Cork Evi, tek bir biyo-yenilenebilir malzemeden üretilmenin avantajlarını savunmaktadır. 2014 yılından bu yana çalışan ekip, neredeyse tamamen mantar meşesi ağacının kabuğundan sürdürülebilir bir şekilde toplanan yenilenebilir, dayanıklı ve yalıtkan bir biyomateryal ile çalışmıştır.
Karbon negatif olarak tanımlanan binanın üretiminde çevresel sürdürülebilirlik önemle üzerinde durulan bir konu olmuş, evin üretim yöntemlerinde de bu hassasiyet gösterilmiştir. Isıtılmış mantar granülleri kullanılarak hazırlanan genişletilmiş mantar bloklar, “lego benzeri” modüler bir yaklaşımla birbirine kenetlenen bağlantı detaylarına göre kesilmiştir ve bu şekilde istenilen duvarlar inşa edilmiştir.
![Resim 2. Mantardan üretilen Cork House (URL-2).Image 2. Cork House produced from cork blocks (URL-2).](https://yapidergisi.com/wp-content/uploads/2025/01/RESIM-2-1.jpg)
Resim 2. Mantardan üretilen Cork House (URL-2). Image 2. Cork House produced from cork blocks (URL-2).
Biyomateryallerin, mimari üretimde ana malzeme olmasının dışında kaplama elemanı olarak özellikle çatı, cephe, duvar elemanlarında kullanımına ilişkin örnekler de mevcuttur. Jie Zhang ve Tyler Stevermer tarafından MIT’de tasarlanan “Algevatör” biyomateryalin çatı kaplamasında kullanılmasına örnektir. Sürdürülebilir ve yenilikçi bir çalışma olan Algaevatör, mikroalgleri kullanarak, şeffaf bir çatı kaplama sistemi oluşturan fotobiyoreaktör olarak değerlendirilmektedir. Ortaya çıkan hafif ve şeffaf yapı, ısıyla kaynaşmış, su geçirmez ve katmanlı bir zar arasında iç içe geçmiş üç ayrı spiral içermektedir. Başka bir deyişle, Burglars of Transnatural Transparency Lab (BoTT) pavyonunun bir parçası olarak oluşturulan Algaevatör, biyoteknoloji araçlarının mimari olanaklarını keşfetmek için inşa edilmiş yerçekimi tabanlı bir alg fotobiyoreaktörüdür. Mikro-alg bazlı çatı, yenilenebilir enerjinin oluşturulmasında etkin rol oynamakta, yalnızca güneş ışığı yardımı ile mikroalgleri beslemekle kalmamakta, aynı zamanda kullanım için yağmur suyunu da toplayabilmektedir.
![Resim 3. Biyomateryalin çatıda kullanılmasına örnek Algaevatör (URL-3).Image 3. Algaevator, as an example of the use of biomaterial on the roof (URL-3).](https://yapidergisi.com/wp-content/uploads/2025/01/RESIM-3-1.jpg)
Resim 3. Biyomateryalin çatıda kullanılmasına örnek Algaevatör (URL-3). Image 3. Algaevator, as an example of the use of biomaterial on the roof (URL-3).
Biyomateryalin cephede kaplamasında kullanılmasına örnek olarak ise, dünyanın ilk alg biyoreaktör cepheli binası gösterilebilir. Almanya’da yer alan dünyanın ilk yosunla çalışan binası olan BIQ, cephe kaplamasında yosun çiftliğine sahip sıfır karbonlu apartman kompleksi olarak tanımlanmaktadır. Binanın güney-doğu ve güney-batı cephelerinde, mikro alg çiftlikleri içeren içi boş cam panellerden oluşan ikinci bir kaplama yer almakta, kullanılan bu mikro-algler, yaklaşık olarak bakterilerle aynı boyutta ancak daha fazla biyoyakıt üretebildiği için tercih edilmektedir. Algler, bir boru ağı tarafından karbondioksit ve besinlerden oluşan bir karışımla beslenmekte, fotosentez yapmakta ve büyüyen alg posası daha sonra periyodik olarak hasat edilebilmektedir. Bu cephe sayesinde bina enerji üretebilmekte, ısı ve ses yalıtımını ve ısı depolamayı gerçekleştirebilmektedir. Güneş ışığı ne kadar yoğun olursa, cephe içinde o kadar fazla yosun oluşmakta ve o kadar fazla gölge sağlanmaktadır. Yosun cepheleri binalara sürdürülebilir güç sağlama sorununa giderek daha fazla bir çözüm olarak görülmektedir
![Resim 4. Biyomateryalin cephede kullanılmasına örnek (URL-4).Image 4. An example of the use of biomaterial on the facade (URL-4).](https://yapidergisi.com/wp-content/uploads/2025/01/RESIM-4-2.jpg)
Resim 4. Biyomateryalin cephede kullanılmasına örnek (URL-4). Image 4. An example of the use of biomaterial on the facade (URL-4).
Biyomateryallerin iç mekanda duvar kaplamasında kullanılması özelinde yenilikçi ve güncel bir örnek olarak ise, 2020-2021 yıllarında The Seaweed Company, Blue City Lab tarafından üretilen “deniz ağacı panellerinden” bahsedilebilir. Kahverengi deniz yosunundan elde edilen fiber levhalar deniz ağacı panellerini oluşturmak için kullanılmaktadır. Kaplama malzemesi olan bu paneller aynı zamanda akustik duvar paneli olarak da işlevlenebilmektedir. Project Maasplaat Projesi’nin sonucu olarak ortaya çıkan bu biyomateryal %100 doğal, biyolojik olarak parçalanabilen ve kimyasal içermeyen özelliktedir. Malzemenin binaların iç duvarlarına yerleştirilerek kullanılması ile yalnızca emisyonlar en aza indirilmekle kalmamakta, aynı zamanda mevcut CO2 de atmosferden uzaklaştırılabilmektedir.
![Resim 5. Biyomateryalin duvarda kullanılmasına örnek (URL-5).Image 5. Example of using biomaterial on walls (URL-5).](https://yapidergisi.com/wp-content/uploads/2025/01/RESIM-5-1.jpg)
Resim 5. Biyomateryalin duvarda kullanılmasına örnek (URL-5). Image 5. Example of using biomaterial on walls (URL-5).
Biyomateryal ile duvar tasarlamanın bir çeşidi olarak yapının bitkilendirilmesinden de bahsedilmektedir. Bitkiler ile kaplanan duvarlar üretmek için Virginia Üniversitesi’ndeki araştırmacılar, tohum emdirilmiş toprakla bir 3D baskı yöntemi geliştirmiştir. Duvarların prototipi başlangıçta basit, ham toprak binaların görünümüne sahip olmakta, suya maruz kaldıktan sonra filizlenme çabuk gerçekleştiği için bitki örtüsüyle kaplanmaktadır. Bu teknik, doğal yalıtım, taşkın önleme, insanlar, tozlayıcılar ve diğer hayvanlar için yeşil alanlar dahil olmak üzere yapılı çevreye çeşitli faydalar sağlamaktadır. Toprak ve tohumların kombinasyonundan üretilen 3D yazdırılabilir “toprak mürekkepleri” sayesinde bitki örtüsünün en baştan yapının kendisine dahil edilmesi sağlanabilmekte, yapı başlangıçtan itibaren yeşil ile iç içe tasarlanabilmektedir.
![Resim 6. Canlı toprak duvarlar (URL-6).Image 6. Living walls produced from raw earth and seeds (URL-6).](https://yapidergisi.com/wp-content/uploads/2025/01/RESIM-6.jpg)
Resim 6. Canlı toprak duvarlar (URL-6). Image 6. Living walls produced from raw earth and seeds (URL-6).
Biyomateryallerin mimarlık alanında yalıtım malzemesi olarak değerlendirilmesi farklı ve tercih edilen bir kullanımıdır. Bu çalışma çerçevesinde yapılan araştırmada en çok karşılaşılan formu biyo-plastikler olduğundan, bu kullanıma dair örneklemeye gerek duyulmuştur. Bilim insanları, tasarımcılar ve mimarlar hızlı ve kolay yetiştirilebilirliği, kolay bulunması, istenilen formlarda kalıplanabildiği en önemlisi ekosistem dostu olduğu için artık biyo-plastiklere yönelmektedirler. Mantardan elde edilen biyo-plastikler inşaat sektöründe oldukça yaygın kullanılmakta; strafor ve benzer malzemelerin aksine toprağa, bahçeye doğal dönüşüm zincirine karışmaktadır. Bu nedenle sadece bina tasarımında değil, peyzaj tasarımında da tercih edilebilmektedir. Philipp Ross Far’ın çalışmasına göre, biyo-plastikler üretildikten sonra ateşe, suya geleneksel plastiklere göre oldukça dayanıklı olduğundan avantajlar taşımakta, ayrıca sıkıştırılıp kalıplandırıldığında betonu taklit edebilme özelliğini taşımaktadır. Biyo-plastikler, büyümeleri basit, şekillendirilebilir ve çevre dostu oldukları için bilim, tasarım ve inşaat alanında her geçen gün popülerleşmektedir (Öcal, 2022). Türkiye’de biyo-teknolojik ürünler tasarlayan Diploid Biotechnological Products da biyomateryallerin yalıtım alanında kullanımına yönelik çalışmalar yapmaktadır. Fungisolation isimli projeleri için ekip, “içerisinde kimyasal madde bulundurmayıp mevcut malzemelere oranla 9 kat daha ince ve 10 kat daha maliyetsiz bir ürün” tanımını yapmaktadır. Pazardaki diğer yalıtım malzemelerinin 20 cm’de sağladığı ısı yalıtımını 2 cm de sağlayabilme kapasitesine sahip olan Fungisolation’ın hammaddesi olarak mantar hücreleri ve tarımsal atıklardan faydalanılmaktadır (Yeni Fikirler Yeni İşler, 2016). Ürün, xps, eps gibi petrokimyasal bazlı üretilen ürünlerin ve taş yünü gibi işçi sağlığına zarar veren malzemelerin yerine, çevreci bir alternatif oluşturmaktadır.
![Resim 7. Mantardan üretilen yalıtım malzemesi örneği (Öcal, 2022).Image 7. Example of insulation material produced from cork (Öcal, 2022).](https://yapidergisi.com/wp-content/uploads/2025/01/RESIM-7-e1738061148163.png)
Resim 7. Mantardan üretilen yalıtım malzemesi örneği (Öcal, 2022). Image 7. Example of insulation material produced from cork (Öcal, 2022).
Biyomateryaller başka şekillerde, örneğin taşıyıcı ana malzeme olarak da değerlendirilmektedir. Paslanmaz kenevirden üretilen inşaat demiri bu alanda karşılaşılan yaratıcı bir çalışma örneğidir. Kenevir lifleri polipropilen ile kaplanarak sağlam takviye çubukları üretmektedir. Rensselaer Polytechnic Enstitüsü araştırmacıları tarafından geliştirilen kenevir inşaat demiri, inşaat karbon emisyonlarını azaltmakta ve korozyonu ortadan kaldırmaktadır. Bunun yanısıra çevre dostu ve sürdürülebilir materyaller olmaları nedeni ile karbon emisyonlarının azaltılmasına katkı sağlamaktadır. İnşaat demiri gibi kısa sürede paslanmayan bu malzeme, Rensselaer Politeknik Enstitüsü’nde mimar ve akademisyen olan Alexandros Tsamis’e göre bina ömrünü de uzatmaktadır. Kenevir inşaat demiri ayrıca inşaat süresini ve maliyetini de azaltmaktadır.
![Resim 8. Paslanmaz kenevirden üretilen inşaat demiri (URL-7).Image 8. Construction material rebar, produced from stainless hemp (URL-7).](https://yapidergisi.com/wp-content/uploads/2025/01/RESIM-8-1.jpg)
Resim 8. Paslanmaz kenevirden üretilen inşaat demiri (URL-7). Image 8. Construction material rebar, produced from stainless hemp (URL-7).
Taşıyıcı ana malzeme olarak kullanımına başka bir örnek olarak aslında binlerce yıldır geleneksel dokuda kullanılmış olan sıkıştırılmış toprak kütlelerin yapı elemanı olarak kullanılmasından bahsedilebilir. Günümüz örneğinde, sıkıştırılmış toprak bloklar, belli oranda ve türde nemli toprağın basit makinalar ile sıkıştırılarak blok haline getirilmesi ile oluşmaktadır. Toprağın ana malzeme olduğu bu yöntemde, taşıyıcı sistem yığma olarak tanımlanmakta, taşıyıcı olmayan tüm elemanlar da yine aynı toprak bazlı biyomateryalden imal edilmektedir. Burada yığma taşıyıcı sistem basit çerçevede değerlendirildiğinde pişmemiş toprağın kalıplar içerisinde gerekli ekipman sayesinde sıkıştırıldığı ve daha sonra modüler eleman olarak kullanıldığı görülmektedir (Ataç, 2019). Oldukça basit bir işleyişi olan bu sistemde malzemenin temininin ve işlenmesinin kolaylığı, pratik deneysel çalışmalara uygun olması avantajlarından söz edilebilir. Bombay’daki Hindistan Tasarım ve İnovasyon Okulu, betona alternatif olarak geliştirdiği yeşil kömür biyo-tuğlaları ile başka bir ilginç örnektir. Lif kabağı ve kömürden yapılmış tuğlaların üzerlerinde bitkiler ve böcekler yaşayabilmekte, bitkiler havayı detoksifiye ederken süper besin olan nitratları kullanmaktadır. Bu tuğlalar hava boşlukları nedeniyle beton bloklara göre 20 kat daha geçirimli olup, gözenekleri sayesinde iç mekanları soğutmada avantaj sağlamaktadır. Kum azlığı göz önüne alındığında, normal betondan daha az agrega gerektiren bu tuğlalar çevre dostu olarak değerlendirilmekte ve ayrıca hafif ve biyolojik olarak parçalanabilir olduklarından avantajlı görünmektedir. Tuğla içinde bulunan luffa lifleri, metal takviyesi olmadan yeterli güç ve esneklik sağlamaktadır.
![Resim 9. Yeşil kömür tuğlaları, standart tuğlalardan 20 kat daha gözeneklidir (URL-8).Image 9. Green charcoal bricks are 20 times more porous than standard bricks (URL-8).](https://yapidergisi.com/wp-content/uploads/2025/01/RESIM-9-2.jpg)
Resim 9. Yeşil kömür tuğlaları, standart tuğlalardan 20 kat daha gözeneklidir (URL-8). Image 9. Green charcoal bricks are 20 times more porous than standard bricks (URL-8).
Biyomateryal olarak biyo-tuğla örneğine ilginç bir yaklaşım da Cape Town Üniversitesi araştırmacısı Suzanne Lambert’den gelmiştir. Suzanne Lambert, fırında pişirilen tuğlalara alternatif olarak, ortam sıcaklığında sertleşen ve insan idrarından üretilen sıfır atık üreten bir inşaat malzemesi tasarlamıştır. Tuğlanın yapımında biyomateryal olarak bir kalıp idrar, kum ve üreaz üreten bakteriler kullanılmaktadır. Üreaz, idrar üresini parçalamakta ve çimentonun ana bileşeni olan kalsiyum karbonat veya kireçtaşını üretmektedir. Bu işlem, tuğlaları sertleştirmekte ve kalıplarında kaldıkları sürece daha güçlü olmalarını sağlamaktadır. İnsan idrarından yapılan biyo-tuğlaların, 1.000 santigrat derecenin üzerinde ısıtıldığında, karbondioksit yayan normal tuğlaların yerini alabileceğini öngörülmektedir. Biyo-tuğlalarda kullanılan içerik, nitrojen ve potasyum gibi gübre yan ürünlerine dönüştürülebildiğinden, bu örneğin atık yönetimi ve geri dönüşüm açısından gelecek vaat ettiği düşünülmektedir.
![Resim 10. İnsan idrarından yapılan biyo-tuğla (URL-9).Image 10. Bio-brick made from human urine (URL-9).](https://yapidergisi.com/wp-content/uploads/2025/01/RESIM-10-2.jpg)
Resim 10. İnsan idrarından yapılan biyo-tuğla (URL-9). Image 10. Bio-brick made from human urine (URL-9).
Biyomateryalden duvar blogları üretmek konusunda incelenen başka bir örnek ise, Colorado merkezli Prometheus Materials Şirketi tarafından üretilen alg bazlı düşük karbonlu çimento bazlı duvar bloklarıdır. Burada duvar için gerekli biyo-çimentoyu oluşturmak için siyanobakterilere, tuzlu su, CO2 ve güneş ışığından oluşan bir içerik verilmektedir. Geleneksel beton bazlı inşaat malzemeleriyle ilişkili karbon emisyonlarının önüne geçebilmek için, alglerden yardım almanın ve diğer malzemeleri birbirine bağlamak için mevcut mikro algleri kullanmanın mümkün olduğu bu çalışma sayesinde anlaşılmaktadır.
![Resim 11. Alg bazlı çimentodan üretilen bloklar (URL-10).Image 11. Blocks produced from algae-based cement (URL-10).](https://yapidergisi.com/wp-content/uploads/2025/01/RESIM-11-1.jpg)
Resim 11. Alg bazlı çimentodan üretilen bloklar (URL-10). Image 11. Blocks produced from algae-based cement (URL-10).
Biyomateryallerin başka bir kullanım alanı da iç mimari ve alt alanlarıdır. Bina bileşenlerinden, mekandaki ögelere, oturma birimi gibi tefriş elemanlarından aksesuarlara kadar artık her ölçekte biyomateryal kullanımı ile karşılaşılmaktadır. İç mimari alanında tefriş elamanı ölçeğinde kullanımına bir örnek olarak dünyanın ilk biyo-plastik sandalyesi verilebilir. Jean Louis Iratzoki’nın, Alki firması için tasarladığı “Kuskoa Bi” isimli bio-plastik sandalyesi buna çevre dostu bir örnek olarak verilebilir. Alki firması, kendini ekolojik, zararsız ve sürdürülebilir kalkınmaya adamış bir şirket olarak tanımladığından standart polimer kullanımını tercih etmediğini söylemektedir. Bu bağlamda ürettikleri sandalyede, fosil kaynaklardan türetilen geleneksel polimerlerle aynı niteliklerin çoğuna sahip sentetik bir polimer kullanmıştır. Enjekte edilebilir, ekstrüde edilebilir ve ısıyla zımbalanabilir olma çok yönlülüğüne sahip olan bu materyal, mısır nişastası, pancar ve şeker kamışı gibi tamamen yenilenebilir bitki malzemelerinden üretilmektedir (Öcal, 2022).
![Resim 12. Biyomateryalden üretilmiş sandalye (URL-11).Image 12. Chair made of biomaterial (URL-11).](https://yapidergisi.com/wp-content/uploads/2025/01/RESIM-12-3.jpg)
Resim 12. Biyomateryalden üretilmiş sandalye (URL-11). Image 12. Chair made of biomaterial (URL-11).
Nesne tasarımı ölçeğinde biyo-plastik kullanımına başka bir örnek ise, Wevolve Labs’ın tasarladığı aydınlatma elemanlarıdır. Yükseklikleri iki ila yedi metre arasında değişen heykel görünümündeki aydınlatmalar, Wevolve Labs tarafından yerel flora ve fauna formlarından ilham alınarak tasarlanmıştır. Aydınlatma tasarımında kullanılan biyo-plastikler, deniz yosunu, İrlanda yosununun bir özü olarak tanımlanmaktadır. Kaplamaları güçlendirmek için kompozit bir karışım hazırlanmakta bu karışım kalıplara dökülerek burada dokuma liflerle birleştirilmektedir. Bu aydınlatma elemanlarının bölgede bulunan bitkilerle üretilmiş olması oraya özgü ve sürdürülebilir olmasına neden olmaktadır. Tasarımcısı bu maddenin petrole ihtiyaç duymadan geleneksel plastiğin yerini alabileceğini savunmaktadır.
![Resim 13. Biyomateryalden üretilen aydınlatma elemanları (URL-12).Image 13. Lighting elements produced from biomaterial (URL-12).](https://yapidergisi.com/wp-content/uploads/2025/01/RESIM-13-1.jpg)
Resim 13. Biyomateryalden üretilen aydınlatma elemanları (URL-12). Image 13. Lighting elements produced from biomaterial (URL-12).
Biyomateryalin mimarlıkla ilişkili kullanımına son dönemde sergileme ve enstalasyon alanından da örnekler verilebilir. Enstalasyon amaçlı kullanımına örnek olarak 700 Biyo-plastik Blokla yapılan mimari çalışmadan bahsedilebilir. Londra merkezli moda markası COS’un tasarımcı Mamou-Mani, 2019 Milano Tasarım Haftası için, biyo-plastik materyalden “Conifera” ismini verdiği bir enstalasyon ürünü tasarlamıştır. İtalya’da 16. yüzyıldan kalma tarihi bir yapı yanına yerleştirilen bu ürün, geleneksel doku ile yeni yapı ilişkisinde biyomateryal kullanıma öncül bir örnek olarak seçilmiştir.
![Resim 14. Mimari bir enstalasyonda biyomateryal kullanımı (URL-13).Image14. Use of biomaterial in an architectural installation (URL-13).](https://yapidergisi.com/wp-content/uploads/2025/01/RESIM-14.jpg)
Resim 14. Mimari bir enstalasyonda biyomateryal kullanımı (URL-13). Image14. Use of biomaterial in an architectural installation (URL-13).
Tasarım ve yeni üretim alanı dışında, başlangıçta da belirtildiği gibi yenileme, güçlendirme, mevcut yapıyı iyileştirme amaçlı olarak da biyomateryallerden faydalanılmaktadır. Genelde yardımcı, bağlayıcı, onarıcı madde olarak kullanılan biyomateryaller çoğunlukla taşıyıcı sistemde tercih edilmektedir. Sıkıştırılmış toprak blokların içindeki bitki haznelerine eklenen “mikoriza mantarın” strüktürel dayanıma etkisi konusunda yapılan bir çalışma buna örnek verilebilir (Ataç, 2019). Bu çalışmada “mikoriza mantarı” ile toprak blokların yapısal performansının iyileştiği ve %25 oranında basınca daha dayanıklı hale geldiği söylenmektedir.
![Resim 15. İçerisine bitki ve mikorizal ekilmiş sıkıştırılmış toprak blok (Ataç, 2019).Image15. Compressed soil block with plants and mycorrhizae planted in it (Ataç, 2019).](https://yapidergisi.com/wp-content/uploads/2025/01/RESIM-15.png)
Resim 15. İçerisine bitki ve mikorizal ekilmiş sıkıştırılmış toprak blok (Ataç, 2019). Image15. Compressed soil block with plants and mycorrhizae planted in it (Ataç, 2019).
Biyomateryalin yapı güçlendirmede kullanılmasına özgün başka bir örnek ise, “arıların bal yapma bezlerinden üretilen betondur. Geoff Manaugh ve John Becker tarafından geliştirilen 3D-Print beton bal projesinde, genetiğiyle oynanmış arıların, bal yerine beton üretmesi hedeflenmektedir. Manaugh’un savına göre, arılar bal yerine beton benzeri bir yapıştırıcı üretmek için genetik olarak dönüştürülebilir ve mimari formları onarmak ya da ona mimari ekler yapmak için kullanılabilir. Manaugh, İngiltere’de var olan bir arı türünün doğal olarak plastiğe endüstriyel bir alternatif olarak kullanılabilecek selofan benzeri bir polimer oluşturduğunu söylemektedir. Son derece heyecan verici olarak yorumlanan bu projenin, bina onarmada şaşırtıcı ilerlemelere yol açabileceği ancak bunun yanı sıra doğal ve yapılı çevre için riskler taşıyabileceğinden de bahsedilmektedir.
![Resim 16. Arıların bal yerine beton üreterek yapı onarması (URL-14).Image 16. Bees repair structures by producing concrete instead of honey (URL-14).](https://yapidergisi.com/wp-content/uploads/2025/01/RESIM-16.jpg)
Resim 16. Arıların bal yerine beton üreterek yapı onarması (URL-14). Image 16. Bees repair structures by producing concrete instead of honey (URL-14).
Görüldüğü gibi, biyomateryallerin genel bir üst küme olarak kabul edilip, elde etme yöntemlerine göre farklı şekillerde kullanıldığı pek çok örnek vardır. Bu makale ile dünya genelinde devam etmekte pek çok yeni proje olduğu görülmüş, bu projelerin yine çoğunun henüz prototip aşamasında kaldığı tespit edilmiştir. Bulguları nicel bir zeminde yorumlamak için erken olsa da nitel olarak genel bir inceleme değerlendirmesi yapmak mümkün görünmektedir.
Sonuç ve Değerlendirme
Literatürde yer alan çalışmalara dayanarak yapılan inceleme sonucunda ulaşılan birincil bulgu, yapı malzemesi elde etmek konusunda çoğunlukla geleneksel yöntemlerin tercih edildiğidir. Ancak sürdürülebilir çevre konusundaki farkındalığın gelişmesine paralel olarak gelişen başka bir tavır ise, malzeme üretim süreçlerine canlı organizma etkileşimlerini dahil etmektir.
İncelenen örnekler bize, biyomateryallerin geleneksel yapı malzemelerinin yerine ikame edebildiğini göstermiştir. Günümüz geleneksel bina yapım malzemeleri ile inşa yöntemlerinin dünyadaki karbon ayak izinin %40’ını oluşturduğu düşünüldüğünde, bir an önce biyo-temelli malzeme ve sistemlere geçiş yapılması gerektiği görülmektedir.
Her geçen gün tasarım ve mühendislik alanlarında artan bilimsel çalışmalar sayesinde, mimarlar, malzeme tasarımı yapmak konusunda cesaretlenmekte, yenilikçi malzeme bileşimlerini belirleyebilmekte ve hatta istenilen fonksiyonlara özel detaylar taşıyan malzemeler üretebilmektedir. Canlı organizmaları ihtiva eden projelerin etik açıdan tartışıldığı durumlar yaşansa da, gelinen noktada artık mimarlık ve yapı alanı dışında dahi hızla gelişmeler yaşanmakta ve petrokimya temelli ürünlerin yerini biyo-çözünür malzemeler almaya başlamaktadır.
Tüm bu olumlu gelişmelere rağmen mimarlık alanında biyomateryallerin kullanımlarının yeterince yaygınlaştığı söylenememektedir. Bunun nedeni bu malzemelerin inşaat alanındaki taleplere hızla karşılık verememesi ve bu konuda yapılan yatırımların kısa vadede geri dönüşler sağlamaması ile açıklanabilmektedir. Biyolojik organizmaların üretildiği kompleks projelerin geliştirilebilmesi için daha fazla teknoloji tabanlı çalışmaya ve zamana ihtiyaç olduğu düşünüldüğünde hem dünya genelinde hem de ülkemizde konu hakkında yapılan farkındalık arttırma çalışmalarının yoğunlaşması ve yatırımcıların bu alana yönlendirilmesi gerekliliği hatırlanmalıdır. Sürdürülebilir bir gelecek hedefiyle, hem toplum hem de mimarlık eğitimi alan öğrenciler için biyomateryallerin mimarlık alanındaki katkılarına, yaygın ve örgün eğitim içerisinde yer verilmelidir.
Kaynaklar
- Algaevator,(2016). https://www.domusweb.it/en/news/2016/07/01/algaevator_zhang_stevermer.html
- Ataç, A. (2019). Mimarlıkta Biyomalzemelerin Kullanımı: Sıkıştırılmış Toprak Blokların Performansının Mikorizal Mantar Kullanılarak Geliştirilmesi. Yüksek Lisans Tezi, İstanbul Bilgi Üniversitesi, İstanbul.
- Bees-3d-Printing-Concrete , (2014). https://www.dezeen.com/2014/07/27/bees-3d-printing-concrete-geoff-manaugh-john-becker
- Bio-Bricks, (2018). https://www.dezeen.com/2018/11/06/bio-bricks-human-urine-environmentally-friendly-university-cape-town.
- Biocomposite Cement Blocks , (2022). https://www.dezeen.com/2022/06/07/prometheus-biocomposite-cement-blocks/?li_source=LI&li_medium=bottom_block_1
- Bioplastic Chair, (2015). https://www.dezeen.com/2015/01/19/jean-louis-iratzoki-first-bioplastic-chair-alki-polymer
- Carbon Alternative Steeldesign, (2022). https://www.dezeen.com/2022/03/15/hemp-rebar-low-cost-low-carbon-alternative-steeldesign
- Cork House, (2019). https://www.dezeen.com/2019/07/29/cork-house-matthew-barnett-howland-sustainable-architecture
- Deniz, I., & Keskin-Gundogdu, T. (2018). Biomimetic design for a bioengineered world. Interdisciplinary expansions in engineering and design with the power of biomimicry. IntechOpen Limited, London, 57-74.
- First Algae Bioreactor Facade. https://www.archdaily.com/339451/worlds-first-algae-bioreactor-facade-nears-completion
- Green Charcoal. https://materiability.com/portfolio/the-green-charcoal
- Lee, S., A. Congdon, G. Parker, and C. Borst. (2020). Understanding “Bio” Materials Innovations: A Primer for the Fashion Industry. Fashion for Goods. https://fashionforgood.com/our_news/understanding-biomaterial-innovations-a-primer-for-the-fashion-industry
- Öcal, Ö. C. (2022). Biyo-plastiklerin Mimarlık ve Tasarım Alanında Kullanımına Yönelik Beklentiler. Yüksek Lisans Tezi, İstanbul Aydın Üniversitesi, İstanbul.
- 3d Printed Soil Seed Walls, (2022). https://www.dezeen.com/2022/09/05/university-of-virginia-3d-printed-soil-seed-walls/?li_source=LI&li_medium=bottom_block_1
- Salone-Del-Mobile, (2019). https://www.wallpaper.com/design/cos-arthur-mamou-mani-conifera-salone-del-mobile-2019
- Sculptures, (2022). https://www.dezeen.com/2022/05/05/wevolve-labs-site-specific-sculptures-biomaterials
- Seawood. https://www.blueblocks.nl/portfolio/seawood
- The Living Project. http://www.designboom.com/thelivingproject
- Yeni Fikirler Yeni İşler, (2016). Diploid Biyoteknolojik Ürünler Sunumu.
- URL-1: http://www.designboom.com/thelivingproject
- URL-2: https://www.dezeen.com/2019/07/29/cork-house-matthew-barnett-howland-sustainable-architecture
- URL-3: https://www.domusweb.it/en/news/2016/07/01/algaevator_zhang_stevermer.html
- URL-4: https://www.archdaily.com/339451/worlds-first-algae-bioreactor-facade-nears-completion
- URL-5: https://www.blueblocks.nl/portfolio/seawood
- URL-6: https://www.dezeen.com/2022/09/05/university-of-virginia-3d-printed-soil-seed-walls/?li_source=LI&li_medium=bottom_block_1
- URL-7: https://www.dezeen.com/2022/03/15/hemp-rebar-low-cost-low-carbon-alternative-steel-design
- URL-8: https://materiability.com/portfolio/the-green-charcoal
- URL-9: https://www.dezeen.com/2018/11/06/bio-bricks-human-urine-environmentally-friendly-university-cape-town/
- URL-10: https://www.dezeen.com/2022/06/07/prometheus-biocomposite-cement-blocks/?li_source=LI&li_medium=bottom_block_1
- URL-11: https://www.dezeen.com/2015/01/19/jean-louis-iratzoki-first-bioplastic-chair-alki-polymer/
- URL-12: https://www.dezeen.com/2022/05/05/wevolve-labs-site-specific-sculptures-biomaterials
- URL-13: https://www.wallpaper.com/design/cos-arthur-mamou-mani-conifera-salone-del-mobile-2019
- URL-14: https://www.dezeen.com/2014/07/27/bees-3d-printing-concrete-geoff-manaugh-john-becker