Beton, dünyada sudan sonra en çok tüketilen maddedir. Gri, soğuk ve cansız olarak bildiğimiz bu malzeme, nanoteknoloji ile birleştiğinde şehirlerin akciğerlerine dönüşüyor. Egzoz gazlarını emen, kendi kendini temizleyen ve çevresindeki havayı filtreleyen Fotokatalitik Beton, sürdürülebilir şehirlerin geleceğini inşa ediyor.
Bu yazımızda, bir binanın dış cephesinin nasıl dev bir hava filtresine dönüştüğünü ve bunun arkasındaki Titanyum Dioksit (TiO2) teknolojisini inceliyoruz.
Normal betonun içerisine, ışığa duyarlı bir yarı iletken olan Titanyum Dioksit (TiO2) nano parçacıklarının eklenmesiyle elde edilen malzemeye fotokatalitik beton denir.
Titanyum dioksit, aslında hayatımızda yabancı olmadığımız bir maddedir; güneş kremlerinde UV koruyucu olarak veya boyalarda beyazlatıcı olarak kullanılır. Ancak betona entegre edildiğinde, güneş ışığıyla tepkimeye girerek kimyasal bir sürecin (fotokataliz) başlatıcısı olur.
Bu süreci bitkilerin fotosentez yapmasına benzetebiliriz. Ancak bitkiler karbondioksit kullanırken, bu beton zararlı azot oksitleri (NOx) hedef alır. Süreç şöyle işler:
Işık Emilimi: Güneşten gelen UV ışınları (veya iç mekanlarda özel UV lambalar) beton yüzeyine çarpar.
Aktivasyon: Betonun içindeki Titanyum Dioksit, bu enerjiyi emerek aktif hale gelir.
Oksidasyon (Parçalama): Aktifleşen yüzey, havada asılı duran ve araç egzozlarından çıkan zehirli Azot Oksit (NOx) ve Sülfür Oksit (SOx) gazlarını yakalar.
Dönüşüm: Bu zararlı gazlar, kimyasal reaksiyonla zararsız tuzlara (kalsiyum nitrat) dönüşür.
Temizleme: Oluşan bu zararsız tuzlar, yağan ilk yağmurla birlikte beton yüzeyinden akıp gider.
Fotokatalitik betonun sağladığı faydalar iki ana başlıkta toplanır:
Yapılan araştırmalar, fotokatalitik betonla kaplanmış bir caddenin, o bölgedeki hava kirliliğini %20 ila %80 oranında azaltabildiğini göstermektedir. Özellikle trafiğin yoğun olduğu tünellerde, otoparklarda ve şehir merkezlerinde kullanıldığında, "duman yiyen" (smog-eating) bir etki yaratır.
Beyaz binaların zamanla grileşip karardığını görürsünüz. Fotokatalitik beton ise yüzeyinde organik kirlerin (kurum, yosun, bakteri) barınmasına izin vermez. Işıkla parçalanan kirler, malzemenin "süper hidrofilik" (suyu seven) yapısı sayesinde yağmur suyuyla kolayca akar. Bu da binaların yıllarca ilk günkü gibi bembeyaz kalmasını sağlar.
Roma'daki ünlü Jubilee Kilisesi (Dives in Misericordia), bu teknolojinin en ikonik örneğidir. 2003 yılında inşa edilen bu bembeyaz yapı, fotokatalitik çimento sayesinde yıllardır Roma'nın kirli havasına rağmen beyazlığını korumaktadır.
Dış Cephe Kaplamaları: Estetik görünümün korunması ve bakım maliyetlerinin düşürülmesi için.
Kaldırım Taşları ve Asfalt: Egzoz gazlarına en yakın yüzeyler olduğu için kirliliği kaynağında yok etmek adına.
Tüneller: Yapay UV ışıklandırma ile desteklenerek, tünel içindeki yoğun egzoz birikimini engellemek için.
Çatı Kiremitleri: Şehir genelinde geniş bir temizleme yüzeyi oluşturmak için.
Bu teknolojinin önündeki en büyük engel maliyettir. Titanyum dioksit katkılı çimento, standart çimentoya göre daha pahalıdır. Ayrıca sistemin çalışması için güneş ışığına (UV) ihtiyaç duyması, çok gölge alan veya kapalı mekanlarda verimi düşürebilir.
Ancak bilim insanları, sadece UV ışığıyla değil, görünür ışıkla da çalışabilen yeni nesil fotokatalizörler üzerinde çalışmaktadır. Gelecekte, şehirlerimizdeki her beton yüzeyin pasif bir hava temizleme cihazı olarak çalıştığı bir dünyaya doğru ilerliyoruz.
Fotokatalitik beton, inşaat sektörünün çevreye verdiği zararı telafi etme yolundaki en büyük adımlardan biridir. Gri beton ormanlarını, havayı temizleyen "akıllı" yapılara dönüştürmek, sürdürülebilir şehircilik için bir tercih değil, zorunluluk haline gelmektedir.
