המדע שמאחורי בניינים שיוכלו לצמוח – ולהתפרק מעצמם

בזמן שמגפת הקורונה הגבירה את ההשערות על איך תיראה עיר העתיד, האדריכלית נרי אוקסמן אומרת שהיא נאמנה לתוכניות המבוססות על עקרון מרכזי בעבודתה: בשנים הקרובות, בניינים יצמחו, לא ייבנו.

במכון הטכנולוגיה של מסצ'וסטס (MIT) בין 2010 ל־2021, ייסדה וניהלה אוקסמן את קבוצת החומר המתווך, קבוצת חוקרים בתחומים שכללו עיצוב ממוחשב, ייצור דיגיטלי, מדע החומרי וביולוגיה סינתטית. שם, הקימה תחום שהיא מכנה אותו אקולוגיה חומרית.

התוצאה? גוף עבודה מחקרית הכולל ביתן שנבנה על ידי 6,500 תולעי משי (בעזרת זרוע רובוטית), סדרת פסלים בהדפסה תלת־ממדית שיש בהם נימים בהם ניתן להזרים באופן נוזלי את הפיגמנט מלנין (בחזונה, בניינים יוכלו להתגונן בפני קרינה אולטרה־סגולה כך), ואוסף פריטים שנבנו על ידי שימוש בחומרים שנוצרו משריונות של חסילונים או של חרקים.

מאז שעזבה את העולם האקדמי, אוקסמן, בת 46, מתמקדת באוקסמן, חברת עיצוב וטכנולוגיה מניו יורק שייסדה ב־2020 במטרה ליישם את פילוסופיית העיצוב שלה על פרויקטים בעולם האמיתי. תערוכה רטרוספקטיבית של עבודותיה מוצגת במוזיאון לאמנות מודרנית בסן פרנסיסקו. הוול סטריט ג'ורנל שוחח עם אוקסמן על העתיד של האדריכלות העירונית ואיך היא חושבת שעיצוב יכול לשמש ככלי למלחמה נגד שינוי האקלים.

יצרת מונח חדש לתיאור גישתך לעיצוב: אקולוגיה חומרית. מה זה כולל?
"הרעיון מאחורי האקולוגיה החומרית הוא לאפשר סינרגיה מלאה בין סביבות בנויות וצומחות על ידי שימוש בטכנולוגיות דיגיטליות חדשות המאפשרות לשפר חומרים בעלי בסיס ביולוגי לבנייה בקנה מידה גדול".

איך את מחליטה באילו חומרים טבעיים להשתמש בעיצובים שלך?
"זה הכל עניין של אתיקה וזמינות. אנחנו עובדים עם הביופולימרים השופעים ביותר בעולם, הכוללים צלולוזה, שיש בדפנות של תאי צמח; פקטין, שיש בקליפות של תפוחים ולימונים; וצ'יטין, שיש בקליפות של סרטנים".

דיברת על הרצון ליצור בניינים שיתפרקו מעצמם כשהם כבר לא יהיו נחוצים. איך זה יעבוד?
"על ידי שימוש בטכנולוגיה, אנחנו יכולים לתכנת חומרים ביולוגיים להתפרק בתגובה לתנאים סביבתיים משתנים. ב־MIT, בנינו שלושה ביתנים מביופולימר [ביתני אגואהוג'ה], שבמקום בטון, נבנו על ידי שימוש בקליפות חסילונים, עלי שלכת וקליפות תפוחים. תכנתנו את הביתנים כך שיתפרקו מעצמם כשייחשפו למי גשם. זה, בתורו, מזין מיקרואורגניזמים בקרקע ומספק דשן לצמיחה חדשה.

"מדובר בכלכלה מחזורית של חומרים שניתן להשתמש בהם להקמת דברים כמו מחנות פליטים שא"חר כך יתפרקו מבחינה ביולוגית, למשל. ברגע שהפליטים מוצאים מקלט בטוח, המחנות יכולים להיות מתוכננים להתמוסס בגשם".

למה הכוונה ב"מתוכנת" בהקשר הזה?
"זה מורכב. כשאנו משלבים ביופולימרים הכוללים צי'טוזן, פקטין וצלולוזה, יכולת החומר לספוג מים משתנים משתנה לפי ההרכב שלו. הצ'יטוזן, למשל, הוא חסין מים באופן טבעי ולא מתפרק בקלות כשהוא מוכנס למים, ולעומתו פקטין הוא הידרופילי ונמס במהירות. על ידי בחירת האופן באו אנו מערבבים בין הרכיבים האלה, אנחנו יכולים ליצור ספקטרום של הידרופיליות - מה שמוכר במלים אחרות כזיקת החומר למים - וזה מאפשר לנו לכוונן או לתכנן את המהירות בה יתפרק החומר במגע עם מים. בעצם, אנחנו מעצבים את המקבילה האדריכלית של קצב מטבולי".

במרחק כמה שנים אנחנו ממצב שבו יהיו בערים ברחבי העולם בניינים שהצמיחו אותם?
"כדי שבניינים שצמחו יופיעו בערים ובעיירות, אנחנו צריכים לחשוב מחדש על ייצור המוני, ולזה ייקח עוד חמש עד 10 שנים לקרות מבחינה משמעותית. עם זאת, פיתוח המוצרים העשויים מחומרים ביולוגיים - מכוניות, למשל - יכול להתחיל כבר בשנה הבאה".

איזה תפקיד ישחקו בניינים קיימים העשויים ממלט וחומרים פלסטיים, למשל, בחזון שלך לעיר העתיד?
"האדריכל והפרופסור קארל אלפנטה אומר ש'הבניין הירוק ביותר הוא זה שכבר נבנה'. זה בגלל שהפחמן שנפלט בזמן הבנייה רב לעומת הפליטות מהפעילות השגרתית של בניין נתון כלשהו. לכן אנחנו צריכים למצוא דרכים חדשות להוסיף לסביבה הבנויה הקיימת במקום לנסות לבנות מחדש לגמרי את הערים שלנו מאפס".

איך עושים זאת?
"אנחנו צריכים להסתכל על מגוון התערבויות. אחת היא יצירת חזיתות מהונדסות ביולוגית לבניינים קיימים. דוגמה: בארה"ב לבדה, מאות מיליארדי מטרים רבועים של חזיתות זכוכית מיוצרים כל שנה. כחלק מהמחקר שלנו ב־MIT, הדפסנו זכוכית במדפסת תלת־ממדית שהוכנסו אליה מיקרואורגניזמים מהונדסים שיכולים להפיק אנרגיה סולרית. זה מאפשר לנו לייצר חזיתות סולריות שיכולות להיות מולבשות כמעטפת לבניינים קיימים.

"אנו חייבים גם לחשוב על מיחזור ברמת הבניין השלם. דוגמא אחת מימינו היא המשרדים של אפל בקופרטינו, קליפורניה. הקמפוס נבנה על ידי האדריכל נורמן פוסטר על ידי שימוש מחומרים מבניינים ישנים שהיו קודם לכן באותו אתר. במקום פשוט להשמיד מבנים כשאין לנו בהם עוד בהם צורך, אנחנו צריכים להסתכל על דרכים לשפר אותם על ידי שימוש בטכנולוגיה ומידע חדשים".

אילו כישורים היית מעודדת את הדורות הבאים של אדריכלים לטפח?
"אדריכלית העתיד תתעניין בתהליך יצירת הצורה לא פחות מאשר בצורה עצמה. היא תחשוב באופן מערכתי, ותהיה מעוניינת בבניית מערכת יחסים בין האובייקטים ולא רק לראות אותם בפני עצמם. היא תמציא טכנולוגיות חדשות לעצב, לייצר ולבנות בעזרתן. היא תהיה גננת בגינה, לא מתכננת על".