چگونه میتوانیم زیست‌بومی بسازیم که هم پاسخگوی نیازهای ما باشد و هم با خطراتی که برای زیست‌بوم بوجود آورده‌ایم مقابله کند؟
دنیایی که ما انسانها ساخته‌ایم مجموعه‌ای از ساختمانها، لوله‌کشی‌ها، نیروگاهها، کالاهای مصرفی، و زیرساخت‌هایی است که برای سبک زندگی کنونی ما ساخته شده‌اند و همه در رشد اقتصاد نقش اساسی دارند.
موادی که در این سازه‌ها بکار رفته، بیشتر فولاد، پلاستیک، شیشه و بتن است که ما داشتن آنها را مدیون پیشرفت‌هایی بیشمار در دانش مواد، مهندسی و طراحی هستیم.
ولی این مواد و ساختمانها و همچنین فرایند ساخت آنها ، آسیب‌های بزرگی بر سیاره‌ی ما وارد میکنند. فرایندهای تولید این مواد بسیار انرژی‌بر بوده و این انرژی‌ها از منابع انرژی‌های تجدیدناپذیر هستند، و آلودگی‌های بالایی نیز به بار می‌آورند. تولید صنعتی بطور پیوسته در حال انجام است بدون آنکه هزینه‌ی تمام شده‌ی این مواد و پیامدهای زیست‌بومی آنها در طول عمر فراورده‌ها محاسبه شده و در نظرگرفته شود.
امروزه بخش بزرگی از موادی که انسان ساخته و در طبیعت رها کرده است از جنس بتن و پلاستیک هستند. سالانه ۷.۴ میلیارد متر مکعب بتن در جهان تولید میشود. میزان بتن تولیدی روزانه‌ی ما به اندازه‌ی کل ساختمانهای ۲۰ امپراتوری گذشته است. همچنین سالانه بیش از ۳۳۵ میلیون تن پلاستیک تولید میشود که بخش بزرگی از آن در زمین و آبها رها میشود.
چگونه میتوانیم زیست‌بومی بسازیم که هم پاسخگوی نیازهای ما باشد و هم با خطراتی که برای زیست‌بوم بوجود آورده‌ایم مقابله کند؟
به گمان ما پاسخ در توسعه‌ی فناوری مواد زنده (زیستی) Living Materials نهفته‌است. این مواد از قابلیت‌های ساختاری سیستم‌های بیولوژیکی بهره میبرند و از روش‌های طبیعی الهام می‌گیرند. برای نمونه، تخم گیاه همه‌ی ویژگیهای ژنتیکی برای مهار انرژی نور خورشید، جذب و بکارگیری مواد مورد نیاز از خاک، و تکثیر خود را دارد؛ ساختار خود را با تولید موادی چون سلولز شکل میدهد؛ سلولهای مورد نیاز برای ارتباط گرفتن با طبیعت را در خود ایجاد میکند؛ و میتواند خود را بازتولید کند.
این رویکرد طبیعی در همه‌ی اجزای زنده طبیعت، از ارگانیسمهای ساده گرفته تا پیچیده‌ترین آنها، وجود دارد.
میکروب‌ها به عنوان ساده‌ترین ارگانیسمهای طبیعی میتوانند ساختارهای بسیار بزرگی را بسازند. آیا میشود توانایی میکروب‌ها را در ساخت مواد و ساختمانهای مورد نیاز ما به‌کار گرفت؟
تا همینجا هم انسان برای تولید بسیاری از نیازمندی‌های خود ارگانیسمهای ساده را بکار برده است. ماست، پنیر، خمیر، نوشیدنی‌های تخمیری، بسیاری از داروها، بیو دیزل، و بیوپلاستیک .. نمونه‌هایی از تولید مواد و کالاها با این روش هستند. هم‌اکنون پژوهشگران در تلاشند که کاربری این ارگانیسمها را از صنایع تخمیری فراتر ببرند. کاربردهایی مانند مواد اولیه‌ی چاپگرهای سه‌بعدی برای تولید کالا، و جاگزینی صنایع پلاستیک با مواد زیستی، از جمله این تلاشها هستند.
در طبیعت، سلولها تنها به ساخت مواد ساده و خام بسنده نمی‌کنند بلکه با تعامل باهم ساختارهای بسیار پیچیده نیز تولید کرده و پشتبانی و نگهداری ساختارهای ایجادشده در طول عمر آن را نیز خودشان انجام می‌دهند. ساختارهای طبیعی قابلیت‌های ویژه‌ای همچون توانایی بازتولید، خود ترمیمی، و خودکنترلی را داشته و نسبت به محیط هم واکنش‌گرا هستند. ایده‌آل دانشمندان آن است که نیازمندی‌های ما را از موادی بسازند که محصول نهایی چنین ویژگی‌هایی را داشته باشد.
با اینکه چالش‌های تکنیکی، اقتصادی و سیاسی زیادی بر سر راه این تکنولوژی‌ها وجود دارد ولی این صنعت به سرعت رشد خواهد کرد. چکیده‌ی این ایده به‌کارگیری و مهندسی میکروارگانیسم‌ها در ساخت مواد و ساختارهای مورد نیاز انسان با الهام از طبیعت است.
مهندسی ژنتیک نقش اساسی در این صنعت دارد. باید بتوان با مهار روش‌هایی که طبیعت برای بقا، بازتولید، متابولیسم و ارتباط با محیط بکار می‌برد به مواد و کالاهایی رسید که برای زیست‌بوم ما ماندگارتر، کم‌هزینه‌تر و کم ضررتر باشند. موادی که از سلولها ساخته شوند بسیاری از ویژگیهای طبیعی را خواهند داشت.
دانشمندان بیولوژیست، دانشمندان علم مواد، مهندس‌ها، طراحان، تولیدکنندگان، متخصصان علوم اجتماعی و سیاست‌مداران همه باید در این راه دوشادوش هم به پیش بروند تا بتوانیم دنیای خود را از مواد تجدیدپذیر با توان بازتولید خودکار و دوستدار زیست‌بوم بسازیم.
برگرفته از :
Living Materials