Bangunan Hidup: Beton Bakteri untuk Kota yang Lebih Bersih

A team of engineers from the prestigious university, ETH Zurich, has introduced a novel construction method that uses photosynthetic bacteria to reduce carbon emissions and strengthen concrete structural support. The living architecture could have a resounding implication on future building designs. Here’s what you need to know.

Karbon Dioksida

Karbon Dioksida adalah salah satu gas rumah kaca utama yang berkontribusi pada perubahan iklim. Komposisi kimia ini dapat menyebabkan kerusakan tak dapat diperbaiki pada lapisan ozon, ekosistem lokal, dan kesehatan Anda seiring waktu. Ketika tingkat CO2 tidak dikendalikan, hal ini dapat menghasilkan perubahan bencana, seperti mengubah pH laut.

Penghilangan CO2 adalah Bisnis Besar

Semua kekhawatiran ini telah mendorong dunia untuk melakukan upaya bersama mengurangi dan menghilangkan CO2 dari atmosfer bila memungkinkan. Hingga kini, insinyur telah menciptakan berbagai cara untuk menyelesaikan tugas ini. Dari filter khusus hingga material yang mengubah kimia tersebut menjadi mineral lain yang kurang berbahaya, tidak ada kekurangan kreativitas.

Konsep seperti sistem penangkapan udara langsung dan reboisasi berupaya menghilangkan karbon langsung dari udara. Pendekatan ini terbukti efektif. Namun, mereka mahal dan tidak mudah ditingkatkan untuk memenuhi permintaan global akan layanan ini. Menyadari keterbatasan tersebut, tim ilmuwan mencari cara mengintegrasikan penangkapan CO2 ke dalam kehidupan sehari-hari tanpa mengganggu aktivitas.

Studi Arsitektur Hidup

The Dual carbon sequestration with photosynthetic living materials study¹, recently published in the journal Nature Communications, highlights the use of bacteria mixed into construction-grade concrete to capture CO2. To accomplish this task, the engineers utilize one of the oldest life forms in the world, Photosynthetic cyanobacteria.

Bakteri ini mampu melakukan fotosintesis, yang menghilangkan CO2 dari udara, tanpa mengorbankan stabilitas atau kekuatan beton. Dalam hal ini, tim membayangkan masa depan di mana blok‑blok kota dapat secara mandiri membersihkan udara melalui bangunannya. Bangunan‑bangunan ini dapat menyerap dan menyimpan CO2 secara langsung, mengurangi biaya dan secara signifikan meningkatkan kualitas udara.

Sumber – Valentina Mori Biennale di Venezia

Campuran beton bakteri menciptakan material hidup yang tumbuh dan menjadi lebih kuat seiring menyerap lebih banyak CO2 selama fotosintesis. Secara mengesankan, material ini secara aktif menyerap CO2 dan mengubahnya menjadi biomassa serta mineral yang mengandung karbonat tanpa memerlukan listrik atau instalasi terpisah.

Mengubah Lingkungan Kimia

Para insinyur mencatat bahwa ketika bakteri mulai menyedot dan menyimpan CO2 di sekitarnya, hal itu akan secara positif mengubah lingkungan lokal. Jejak karbon yang berkurang akan mendorong pertumbuhan karbonat padat, yang sangat baik dalam menyerap CO2, menciptakan siklus pengurangan CO2 alami.

Hidrogel

Sebagai bagian dari pendekatan mereka, peneliti menciptakan gel yang dapat dicetak untuk mengantarkan bakteri. Hidrogel menyediakan kelembapan yang diperlukan untuk mendukung pertumbuhan bakteri. Hidrogel juga mengintegrasikan polimer silang yang dioptimalkan untuk daya tahan dan fotosintesis. Secara khusus, insinyur menggunakan bentuk geometris khusus untuk memaksimalkan penetrasi cahaya dan meningkatkan aliran nutrisi ke bakteri.

3D‑Cetak

Menariknya, hidrogel dapat dicetak 3D, menambah kemudahan integrasinya. Insinyur mencetak hidrogel dengan bakteri terinfus sebagai langkah pertama. Pada tahap ini, hidrogel bersifat lunak dan dapat masuk ke tempat sempit. Setelah 30 hari pertama fotosintesis, bakteri yang dicetak dapat menopang dirinya sendiri. Seiring berjalannya waktu, ia akan menjadi lebih kaku dan tahan lama, memanfaatkan CO2 atmosfer untuk menggerakkan perubahan yang terjadi dari dalam ke luar.

Menguji Konsep Arsitektur Hidup

Ilmuwan melakukan beberapa uji laboratorium untuk memastikan konsep mereka akurat.. Mereka mencetak 3D bentuk kecil dan memantau aktivitas serta pertumbuhannya selama 400 hari. Tim berusaha mencatat aspek penting seperti aliran nutrisi ke bakteri dan bagaimana hidrogel bertahan.

Hasil Uji Arsitektur Hidup

Hasil uji menunjukkan bahwa material hidup dapat menyerap CO₂ lebih dari satu tahun tanpa kebutuhan daya listrik. Tim mencatat bahwa perangkat mereka berhasil mengekstrak CO2 selama 400 hari, menghasilkan laju impresif 26 miligram CO2 per gram material.

Uji mengungkap bahwa CO2 ditangkap dan diubah menjadi mineral. Mineral tersebut kemudian terdeposit di dalam material, memperkuat inti dan memperkuatnya secara mekanik. Secara khusus, tim mencatat bahwa hidrogel berhasil memungkinkan sel menyebar dalam material dan menangkap CO2 tanpa insiden.

Manfaat Studi Arsitektur Hidup

Ada banyak manfaat yang dapat dibawa oleh pembangunan dengan material hidup ke dunia. Pertama, teknologi ini dapat memberikan dampak besar pada kualitas udara perkotaan. Saat meninjau kualitas udara secara global, mudah terlihat bahwa kepadatan populasi tinggi memiliki kualitas udara terburuk.

Masalah ini berasal dari beberapa faktor, termasuk lebih banyak orang berarti lebih banyak polusi, dan lebih banyak bangunan berarti jauh lebih sedikit pohon untuk secara alami menghilangkan CO2 dari lingkungan. Strategi ini membantu menyelesaikan masalah tersebut tanpa mengharuskan orang kembali tinggal di gubuk kayu.

Berkelanjutan

Keberlanjutan adalah salah satu manfaat terbesar yang dibawa teknologi ini ke pasar. Memperkuat beton yang digunakan untuk membangun adalah ide cerdas yang akan mengurangi biaya infrastruktur dan meningkatkan daya tahannya. Selain itu, opsi ramah lingkungan ini tidak memerlukan listrik dari jaringan untuk beroperasi. Bakteri hanya membutuhkan sedikit cahaya matahari, air, dan CO2 untuk memulai fotosintesis.

Versatilitas

Manfaat utama lain dari pendekatan ini adalah versatilitas. Material yang dicetak 3D dapat dibentuk atau disesuaikan dengan hampir semua desain, memudahkan integrasi ke dalam bangunan masa depan. Ketika dipadukan dengan teknologi seperti sistem perumahan cetak 3D, mudah membayangkan dunia di mana rumah dapat dicetak dalam hitungan hari dan berperan penting dalam menjaga ekosistem tetap aman.

Efisiensi

Tidak ada sistem penangkapan karbon udara langsung lain yang dapat menandingi efisiensi penggunaan bakteri untuk menghilangkan polutan. Solusi alami ini secara pasif mendistribusikan cairan nutrisi ke seluruh tubuh melalui gaya kapiler, menghilangkan kebutuhan akan pompa, motor, baterai, dan semua hal lain yang membuat metode penangkapan langsung menjadi mahal.

Aplikasi Dunia Nyata

Ada daftar panjang aplikasi dunia nyata untuk teknologi ini. Anda dapat mengharapkan awalnya digunakan dalam proyek konstruksi. Mudah membayangkan kota di mana bangunan terus‑menerus menyaring udara dari polutan. Metropolis hijau ini akan membantu mencegah perubahan iklim dan mempromosikan keberlanjutan pada tingkat baru.

Garis Waktu Arsitektur Hidup

Para insinyur ingin melihat beton hidup digunakan dalam 10 tahun ke depan. Namun, mereka dapat mewujudkan harapan tersebut lebih cepat karena PBB telah menetapkan target pengurangan CO2 untuk membantu mengurangi perubahan iklim. Sekarang, tim akan melakukan eksperimen pada beton untuk memastikan kesesuaiannya dengan aplikasi bangunan berskala besar dan lainnya.

Peneliti Studi Arsitektur Hidup

Insinyur ETH memimpin studi arsitektur yang dapat dihuni. Makalah tersebut mencantumkan Dalia Dranseike, Yifan Cui, dan Mark W. Tibbitt sebagai penulis utama. Mereka mendapat dukungan dari tim ilmuwan, termasuk Andrea S. Ling, Felix Donat, Stéphane Bernhard, Margherita Bernero, Akhil Areeckal, Marco Lazic, Xiao‑Hua Qin, John S. Oakey, Benjamin Dillenburger, dan André R. Studart.

Masa Depan Arsitektur Hidup

Masa depan arsitektur hidup akan bergantung pada beberapa faktor kunci. Kelompok ini sudah menunjukkan beton hidup mereka di Biennale Arsitektur di Venesia. Di sana, tim memperlihatkan dua struktur 3D cetak berbentuk pohon yang mampu menghilangkan 18 kg CO2 per tahun dari atmosfer. Secara mengesankan, laju penangkapan CO2 ini setara dengan pohon pinus berusia 20 tahun.

Berinvestasi di Pasar Penangkapan Karbon

Pasar penangkapan CO2 telah mengalami lonjakan signifikan akibat regulasi global yang menargetkan pencemar. Perusahaan kini dapat menerima kredit pajak untuk mengurangi produksi CO2 mereka atau membayar denda karena tidak memenuhi standar baru. Di tengah perubahan ini, beberapa perusahaan berhasil mengamankan posisi mereka sebagai penyedia sistem penangkapan CO2 terkemuka. Berikut satu perusahaan yang terus membangun reputasinya dalam menyediakan layanan berkualitas.

Bloom Energy

Dr. K.R. Sridhar meluncurkan Bloom Energy (BE ) pada tahun 2002. Pada saat itu, perusahaan tersebut bernama Ion America. Salah satu tugas pertama Ion America adalah bekerja sama dengan NASA untuk menciptakan sel elektrokimia yang memungkinkan rover Mars menghasilkan tenaga setelah mendarat di planet merah.

Perusahaan mengubah namanya menjadi Bloom Energy tak lama setelah kerja sama dengan NASA selesai. Pada saat itulah perusahaan memutuskan memperluas pekerjaan tersebut untuk menciptakan sistem penangkapan karbon, sel bahan bakar, dan penangkapan panas berperforma tinggi.

Sistem sel bahan bakar oksida padat Bloom Energy menggunakan kembali air dan hidrogen dari buangan sel bahan bakar. Dari sana, sistem memisahkan CO2 dan menyimpannya ke dalam mineral yang dikubur di bawah tanah. Mereka juga meneliti pemanfaatan mineral tersebut untuk aplikasi industri dan lainnya. Mereka yang ingin terpapar pasar penangkapan CO2 sebaiknya meneliti lebih lanjut penawaran mendatang Bloom Energy.

Berita dan Perkembangan Saham Bloom Energy (BE) Terbaru

Penangkapan Karbon Menggunakan Arsitektur Hidup

Gagasan menggunakan bangunan untuk menangkap karbon dioksida masuk akal. Kota dan pabrik, yang merupakan beberapa pencemar terbesar, memiliki satu kesamaan — mereka menggunakan banyak beton, menjadikannya kandidat ideal untuk arsitektur hidup di masa depan. Untuk saat ini, tujuan utama adalah menyebarkan informasi kepada publik dan mengamankan kemitraan strategis untuk membawa konsep revolusioner ini ke pasar.

Pelajari proyek keberlanjutan menarik lainnya di sini.

Studi yang Dirujuk:

^{1. Dranseike, D., Cui, Y., Ling, A.S. et al. Dual carbon sequestration with photosynthetic living materials. Nat Commun 16, 3832 (2025). https://doi.org/10.1038/s41467-025-58761-y}