Odun Külünden Çelik Benzeri Mukavemet: Toronto Araştırmacılarından Yapısal Malzemede Devrim

Toronto Üniversitesi'ndeki bilim insanları, biyokütlenin oksijensiz ortamda yüksek sıcaklıklarda işlenmesiyle elde edilen biyokömürün, artık sadece çevresel bir iyileştirici olmanın ötesinde, yapısal mühendislik alanında da çığır açan bir potansiyele sahip olduğunu ortaya koydu. Araştırmacılar, bu karbon bazlı malzemenin, geleneksel hafif çelik ile boy ölçüşebilecek mekanik özelliklere ulaştığını gösteren yeni bir çalışma yayımladı. Bu keşif, sürdürülebilir malzemeler dünyasında yeni bir dönemin başlangıcı olarak değerlendiriliyor.

Profesör Charles Q. Jia liderliğindeki ekip, bu önemli bulguları 21 Ekim 2025 tarihinde yayımlanan Biochar X dergisinde detaylandırdı. Ekip, meşe, çam, bambu ve Afrika demirağacı dahil olmak üzere yedi farklı ağaç türünden elde edilen biyokömürü, 600 ila 1.000 santigrat derece arasındaki sıcaklıklarda analiz etti. Elde edilen veriler, özellikle Afrika demirağacı biyokömürünün, hafif çeliğe denk gelen 2.25 gigapaskal eksenel sertliğe ulaşabildiğini gösterdi. Bu sonuç, atık biyokütlenin yüksek performanslı bir mühendislik bileşeni olarak yeniden konumlandırılması anlamına geliyor.

Çalışmanın öne çıkan bulgularından biri, bazı biyokömür türlerindeki aşırı anizotropi olarak adlandırılan, yönlere göre farklı özellik gösterme durumu oldu. Örneğin, hemlok biyokömüründe eksenel sertliğin, enine sertliğe oranla 28.5 kat daha yüksek olduğu tespit edildi. Teknik analizler, bu keskin yönlülüğün malzemenin kendisinden değil, odunun doğal hiyerarşik gözenek ağından kaynaklandığını doğruladı. Bu durum, malzemenin nihai gücünün, işleme sıcaklığı ve hammadde seçimiyle hassas bir şekilde ayarlanabileceğini işaret ediyor.

Bu yenilikçi yaklaşım, biyokömürün geleneksel olarak kabul edilen çevresel rolünün ötesine geçerek, yapısal uygulamalar için öngörülebilir mekanik davranışa sahip tek parça biyokömür tasarlamak adına ilk nicel çerçeveyi sunuyor. Profesör Jia, bu bulguların biyokömürün yüksek mukavemetli elektrotlar, hafif kompozitler ve akış yönlü filtreler gibi alanlarda kullanılabileceğini belirtti. Araştırmada Profesör Jia'ya Qinyi Wang, Yating Ji, Mohana M. Sridharan, Lizhong Lang, Yu Zou ve Donald W. Kirk eşlik etti. Bu gelişme, atıkların değerli kaynaklara dönüştürülmesi yolunda önemli bir adım teşkil ederken, diğer araştırmalar biyokömürün beton ve harçlarda CO2 emici olarak kullanılarak karbon ayak izini azaltma potansiyelini de vurguluyor.