TASARIM SÜRECİNDE BİYOLOJİK İŞBİRLİKLERİ: MİKROBİYAL SELÜLOZDAN MASKE ÜRETİMİ ÜZERİNE BİR DENEME

Kentlerin büyümesi, doğal kaynakların bilinçsizce kullanımı ve doğada çözünemeyen madde birikiminin artarak bir yığın haline gelmesi durumu son yıllarda sıklıkla karşılaşılan ve sonuçlarının her geçen gün daha da çok görüldüğü problemlerden birisidir. Son olarak 2020 yılında küresel salgın olarak ilan edilen “Covid-19” pandemisiyle birlikte, kullan-at özelliğe sahip ve doğada çözünemeyen petrol esaslı maskeler en çok kullanılan ürünlerden biri olmuş; bu durum da çevreye verilen zararın giderek artmasına neden olmuştur. Bu çalışmanın amacı biyoişbirlikçi yaklaşımlarını tasarım sürecine dahil ederek, gündelik hayatta sıklıkla kullanılan medikal maskelerin doğa dostu alternatifini aramaktır. Bu doğrultuda bakteri ve mayanın simbiyotik kültürüyle elde edilen mikrobiyal selüloz uygulaması yüzey oluşturmada kullanılmıştır. Mikrobiyal selülozun tasarımla ilişkili alanlarda kullanımı henüz yeni yaygınlaşmakta ve araştırılmakta olan bir konudur; özellikle ulusal ölçekte bu alanda yeterince akademik araştırma bulunmamaktadır ve makale bu çerçevede literatüre katkı sağlamayı hedeflemektedir. Maskenin ev ortamında kolaylıkla üretilebilmesi için kolay erişilebilir malzemelerden oluşan bir reçete uygulanmış ve mikrobiyal selüloz kaynağı olarak Kombu çayı kültürü kullanılmıştır. Deney sürecinde farklı deney ortamları ve renklendirme denemeleri yapılmış, sonuç ürün olarak insan yüzünün şeklini daha kolay alabilmesi, katlanıp küçülme potansiyeli ve estetik görünümünü zenginleştirmek için, origamik katlama ile bir maske tasarımı gerçekleştirilmiştir. Geliştirilen maskenin tıbbi kullanımı, kullanım verimliliği ve yüzeyin fiziksel özellikleri ileriki süreçlerde detaylı analiz ve araştırma gerektirmektedir. Sonuç olarak bu çalışma kapsamında medikal maske özelinde konvansiyonel yöntemlere çevre dostu bir alternatif sunulmuş ve mikrobiyal selülozun plastik esaslı araç-gereçlerin yerini alma potansiyeli de ortaya konmuştur. Büyüyen biyomateryalleri kullanmanın ve bunları tasarım alanına dahil etmenin, gerçekten sürdürülebilir bir üretim yöntemine sahip malzemeleri kullanmak için eşsiz bir fırsat olabileceği söylenebilir

BIOCOLLABORATIONS IN THE DESIGN PROCESS: A PILOT EXPERIMENT ON THE PRODUCTION OF MASK FROM MICROBIAL CELLULOSE

The growth of cities, the excessive use of natural resources, and the agglomeration of undegradable materials in nature are very common problems in recent years and whose results are seen more and more every day. Latest, with the "Covid-19" pandemic, which was declared as a global epidemic in 2020, petroleum-based medical masks with disposable and non-biodegradable properties became one of the most used products. This situation has led to an increase in the damage to the environment. The aim of this study is to seek for an environmentally friendly alternative to medical masks that are frequently used in daily life by incorporating biocollaborative approaches into the design process. In this direction, the microbial cellulose application obtained by the symbiotic culture of bacteria and yeast was used to create the surface. The use of microbial cellulose in design-related fields is a topic that is only recently becoming widespread and researched. There is not much academic research in this field, especially on a national scale, and the article aims to contribute to the literature in this context. The recipe of the mask consists of easily accessible materials to be easily produced in the home environment and Kombucha culture was used as a source of microbial cellulose. During the experiment process, different experimental environments and coloring experiments were made, and a mask design with origami folding was carried out to take the shape of the human face more easily as a final product, to enrich the potential for folding and its aesthetic appearance. The medical use of the developed mask, the efficiency of use and the physical properties of the surface require detailed analysis and research. As a result, within the scope of this study, an environmentally friendly alternative to conventional methods for medical masks has been presented and the potential of microbial cellulose to replace plastic-based masks has been revealed. Using growing biomaterials and incorporating them into the design field can be a unique opportunity to use materials with a truly sustainable production method.

PDF

___

1. Kayan, A. ve Küçük, A. (2020). Plastik Kirliliğin Çevresel Zararları ve Çözüm Önerileri, Ankara Hacı Bayram Veli Üniversitesi İktisadi ve İdari Bilimler Fakültesi Dergisi, 22/2, pp. 403-427
2. Jambeck, J.R., Geyer, R., Wilcox, C., Seigler, T.R., Perryman, M., Andrady, A., Narayan, R. ve Law, K.L. (2015). Pastic waste inputs from land into the ocean, Marine Pollution Bulletin, 347(6223), 768-770.
3. Boyacıoğlu, C. (2019). Yedinci kıtada Antroposen’i bulmak. Mimarlık, 410. 29-32.
4. Jones, A. M. More than 1.56 billion face masks could end up polluting oceans: report. https://www.ctvnews.ca/sci-tech/more- than-1-56-billion-face-masks-could-end-up-polluting-oceans-report- 1.5221239, Web adresinden 5 Haziran 2020 tarihinde erişildi.
5. Sharma, M. COVID-19 hazard: 1.56 bn masks polluted oceans in 2020, claims study. https://www.businesstoday.in/coronavirus/story/covid-19-hazard- 156-bn-masks-pollute-oceans-in-2020-claims-study-283044-2020- 12-30, Web adresinden 29 Kasım 2020 tarihinde erişildi.
6. Niyazbekova, Z.; Nagmetova, G. ve A. Kurmanbayev, A. (2018). An Overview Of Bacterial Cellulose Applications, Eurasian Journal of Applied Biotechnology, 2, https://biotechlink.org/index.php/journal/article/view/84, Web adresinden 10 Mart 2022 tarihinde erişildi.
7. Kılınç, M. (2021). Bakteriyel Selüloz Eldesi ve Bakteriyel Selüloz Kaplanmış Kumaşların Tekstil Endüstrisinde Kullanım Alanlarının Araştırılması, Doktora Tezi, Bursa Uludağ Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Tekstil Mühendisliği ABD.
8. Öneş, A. (2019). Tekstil Tasarımında Kullanılan Biyomateryaller ve Bir Biyo-Tasarım Uygulaması: Kombucha Örneği, Yüksek Lisans Tezi, Gazi Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Tekstil Tasarımı ABD.
9. Chan, C.K.; Shin, J.; Jiang, S.X.K. (2017). Development of tailor- shaped bacterial cellulose textile cultivation techniques for zero- waste design. Cloth Text Res Journal, 36, 33–44.
10. Costa, A.F.S.; Rocha, M.A.V.; Sarubbo, L.A. (2017) Bacterial cellulose: an ecofriendly biotextile. International Journal of Textile Fashion Technology, 7, 11–26.
11. da Silva, C.J.G., de Medeiros, A.D.M., de Amorim, J.D.P. et al. (2021). Bacterial cellulose biotextiles for the future of sustainable fashion: a review. Environmental Chemistry Letters, 19, 2967–2980.
12. Bilgi, E.; Homan Gökçe, E.; Bayır, E.; Şendemir, A.; Özgen Özer, K.; Hames Tuna, E.E. (2021). Bacterial Cellulose Based Facial Mask With Antioxidant Property and High Moisturizing Capacity, Cellulose 28, 10399–10414 (2021).
13. Ludwicka, K.; Jedrzejczak-Krzepkowska, M.; Kubiak, K.; Kolodziejczyk, M.; Pankiewicz, T.; Bielecki, S. (2016). Medical and Cosmetic Applications of Bacterial NanoCellulose, Bacterial Nanocellulose (edt: M.Gama, F.Dourado, S. Bielecki) içinde, Elsevier, 145-165.
14. Amnuaikit, T.; Chusuit, T.; Raknam, P.; Boonme, P. (2011). Effects of a cellulose mask synthesized by a bacterium on facial skin characteristics and user satisfaction, Med Devices, 4, 77–81.
15. Oxman, Neri, Christine Ortiz, Fabio Gramazio, and Matthias Kohler. 2014. “Material Ecology.”Computer-Aided Design. doi:10.1016/j.cad.2014.05.009.
16. Benyus, J. M. (1997). Biomimicry. New York: Harper Collins Publishers.
17. Polimer. https://tr.wikipedia.org/wiki/Polimer, 11 Ekim 2021 tarihinde erişildi.
18. Çelik M. Ve Kılıç E. (2020). Bitkisel Kaynaklı Biyopolietilenin Biyokompozit Üretiminde ve Polimer Karışımlarında Kullanımı. Tekstil ve Mühendis, 27: 119, 197-215.
19. Lee, Y. A. (2016). Case study of renewable bacteria cellulose fiber and biopolymer composites in sustainable design practices. S. S. Muthu ve M. A.Gardetti, (Ed.), Environmental Footprints and Eco- design of Products and Processes: Sustainable Fibres for Fashion Industry içinde (141-162). İsviçre: Springer.
20. Mohite, Bhavna V. and Satish V. Patil. (2014). A Novel Bio Material: Bacterial Cellulose and its New Era Applications Biotechnology and Applied Biochemistry 61 (2): 101–110.
21. Fakültemiz Öğretim Üyeleri Bakteriyel Selüloz Üretti. https://fef.hitit.edu.tr/tr/Haberler/2019/6/17/fakultemiz-ogretim- uyeleri-bakteriyel-seluloz-uretti. 25 Ekim 2021 tarihinde erişildi.
22. Jonas, R. ve Farah, L. F. (1997). Production and application of microbial cellulose. Polymer degradation and Stability 59 (1998) 101-106.
23. Zolotovsky, K. (2012). BioConstructs - Methods for Bio-Inspired and Bio-Fabricated Design. Yüksek Lisans Tezi, Massachusetts Institute of Technology, Department of Architecture.
24. Brown, R. M. 1985. Cellulose Microfibril Assembly and Orientation: Recent Developments. Journal of Cell Science 1985 (Supplement 2): 13–32. doi:10.1242/jcs.1985.Supplement_2.2.
25. Zolotovsky, K. (2017). Guided Growth: Design and Computation of Biologically Active Materials. Doktora Tezi, Massachusetts Institute of Technology, Department of Architecture.
26. Suzanne lee: biocouture growing textiles (2010). Designboom. Web adresinden 6 Mayıs 2021 tarihinde erişildi: https://www.designboom.com/design/suzanne-lee-biocouture- growing-textiles/.
27. Preston, E. (2018). That Kombucha Looks Fabulous on You. Web adresinden 6 Kasım 2021 tarihinde erişildi: https://medium.com/neodotlife/kombucha-leather-9a79826d1a66.
28. [28] Hitti, N. (2018). Emma Sicher makes eco-friendly food packaging from fermented bacteria and yeast. Dezeen. Web adresinden 6 Mayıs 2021 tarihinde erişildi: https://www.dezeen.com/2018/11/13/sustainable-food-packaging- emma-sicher-peel/.
29. Yalçınkaya, G. (2018). Roza Janusz grows edible food packaging. Dezeen. Web adresinden 5 Mayıs 2021 tarihinde erişildi: https://www.dezeen.com/2018/05/21/roza-janusz-creates- sustainable-edible-food-packaging-design/.
30. Hitti, N. (2019). Elena Amato creates sustainable cosmetics packaging from bacteria. Web adresinden 5 Nisan 2022 tarihinde erişildi: https://www.dezeen.com/2019/02/28/elena-amato-bacteria- packaging-design/
31. Microbial weaving (b.t.). Web adresinden 5 Nisan 2022 tarihinde erişildi: https://modern-synthesis.com/microbial-weaving/
32. Etherington, R. (2012). Xylinum by Jannis Hülsen. Dezeen. Web adresinden 6 Mayıs 2021 tarihinde erişildi: https://www.dezeen.com/2012/03/06/xylinum-by-jannis-hulsen/.
33. [33] Sum design. (b.t.). Xylinum mask [Fotoğraf]. Web adresinden 29 Kasım 2020 tarihinde erişildi: https://www.sum.design/work/xylinum-mask.
34. Bilgi, E. (2015). Bakteriyel selülozdan doğal yüz maskesi üretimi. Yüksek Lisans Tezi, Ege Üniversitesi, Biyomühendislik.
35. Nakagaito, A., Iwamoto, S., and Yano, H., (2005). Bacterial cellulose: The ultimate nano-scalar cellulose morphology for the production of high-strength composites, Applied Physics A, 80(1), 93-97
36. Bissember, A , Hindrum, S, Hornblow, M , Kilah, N , Power, J , Thickett, S and Yong, A 2018 , 'Growing and bio-fabricating SCOBY: a project developed in an extended cross-disciplinary research team', in DW Maxwell (ed.), Proceedings of the 1st Annual Design Research Conference (ADR18) , University of Sydney, Australia, pp. 581-595.
37. Constantas, J. A. ve Hatle, J. D.( 2020). Kombucha Leather Durability: Sugar Concentration’s Effect on Bacterial Cellulose. Web adresinden 9 Mayıs 2021 tarihinde erişildi. https://unfsoars.domains.unf.edu/kombucha-leather-durability- sugar-concentrations-effect-on-bacterial-cellulose/.
38. Kim, H., Song, E. J. ve Kim, H. R. (2021). Comparative study on the physical entrapment of soy and mushroom proteins on the durability of bacterial cellulose bio-leather. Cellulose, 28, 3183- 3200. https://doi.org/10.1007/s10570-021-03705-0