Page 31 - Fen Lisesi Biyoloji 9 | 3.Ünite

Okuma Metni
DOĞADAKİ TASARIMLAR BİLİM VE TEKNOLOJİYE YENİ UFUKLAR AÇIYOR

Kaliforniya’daki San Diego (Sen Diyego) Üniversitesinden biyomimetik alanında çalışan iki mühen-
dis, biyolojik sistemlerin özellikle üç özelliğinin mühendisler tarafından tasarlanacak yeni malzemelere
uygulanması gerektiğini düşünüyor: Hafiflik, sertlik ve dayanıklılık. Bu konuda araştırma yapan uzman-
lar; özellikle hafiflik, sertlik ve dayanıklılık bakımından örnek alınan doğal sistemler sayesinde daha fonk-
siyonel zırhlar, daha hafif hava araçları, daha sağlam ve esnek malzemeler tasarlanabileceğini belirtiyor.
Başka bir teknoloji harikası olan üç boyutlu yazıcılar sayesinde tasarlanan bu malzemelerin kolayca üre-
tilebileceği vurgulanıyor. Leonardo Da Vinci’nin kuşlardan ve deniz kabuklarından esinlenerek tasarladığı
merdivenler, küçük bir kertenkele türü olan gekonun yapışkan pençelerinin taklit edilmesiyle geliştiren
ameliyat bandajları, balinaların yüzgeci örnek alınarak üretilen türbin kanatlarına kadar çok çeşitli mal-
zeme insanlığa esin kaynağı oluyor.

Köpük Benzeri Hafif ve Sağlam Yapılar

Hayvanlarda uçmak dâhil her türlü hareket ile uyumlu, hafif ama
bir o kadar da sağlam yapılar bulunur. Örneğin Güney Amerika’daki
yağmur ormanlarında yaşayan tukanın gagasının köpük benzeri yapısı
incelendiğinde dış tabakanın boynuz, tırnak ve saçın ana maddesi olan
keratin proteininden; aradaki tabakanın ise lif ve ince zardan oluştuğu
görülmüştür. Keratinler, dış tabakada gaganın sağlamlığını artıracak
şekilde dizilmiştir. Tukanın gagasındaki doğal biyokompozitin yapısı
taklit edilerek çok hafif ama dayanıklı uçak ve araba modelleri tasarla-
nabiliyor (Görsel 3.99). Görsel 3.99: Tukan kuşunun
gaga yapısı

Sağlam ve Sert Malzemelerde Ara Yüzlerin Önemi
Deniz kabuklarının yapısı incelendiğinde oldukça sağlam olduğu
görülmüştür. Bu konuda çalışma yapan uzmanlar, özellikle deniz kulağı
istiridyesinin içini kaplayan ve incinin ham maddesi olan sedefin, ka-
buğun içinde âdeta tuğla dizilişi şeklinde yapılandığını ve bu nedenle
kabuğun bu derece güçlü olduğunu belirtiyor. Deniz kabuğunun sedef
yapısı taklit edilerek elde edilen nano ölçekli yapı; uzay çalışmalarında,
hafif ve sağlam uçak zırhı yapımında, ulaştırma sanayisinde ve hafif köp-
rülerin yapımında kullanılıyor (Görsel 3.100).
Görsel 3.100: İstiridye

Dayanıklı Malzeme Biyopolimerlerin Kullanılması

Doğal bir polimer olan örümcek ipeği (Görsel 3.101); saç telin-
den ince, pamuktan hafif, plastikten esnek ancak çelikten beş kat daha
sağlamdır. Örümcek ipeğini bu kadar üstün yapan şey ipeğin kimyasal
yapısında ve üretim merkezinde gizlidir. Bu ipeğin ham maddesi, sarmal
aminoasit zincirlerinden oluşan keratin proteinidir. Keratinin esnek hid-
rojen bağlarıyla bağlanmış aminoasitlerden oluşması örümcek ipeğine
hem sağlamlık hem de esneklik kazandırıyor. Bir malzemenin yeterince
sağlam ve esnek olması da endüstride kullanım şansını artırıyor. Örüm-
cek ipeğinden; süper dayanıklı tekstil ürünleri, esnek emniyet kemerle- Görsel 3.101: Örümcek ağı
ri, hassas ameliyatlarda kullanılabilecek biyobozunur iz bırakmayan ve
alerji yapmayan ameliyat iplikleri, hafif, esnek ve kurşun geçirmez zırhlar, çelik yelekler, miğferler, farklı
sıcaklıklara dayanabilen paraşütler, gemileri bağlamak için hafif halatlar, optik ve elektromekanik kablo-
lar, doku uyumlu yapay tendonlar ve bağlar, uçak ve gemi sanayisi için dış yapı malzemelerinin üretilmesi
planlanıyor. Biyomimikri alanında çalışan uzmanlar; doğada gördükleri model ve ölçüleri örnek alarak
her geçen gün biraz daha hız kazandırdıkları çalışmalarıyla özellikle endüstri alanında, doğadaki gibi ham
maddeler ve ekonomik sistemler geliştirmeye devam ediyorlar.
Bilim ve Teknik Dergisi, 2013, sayı: 546
(Düzenlenmiştir.)

145