Örümcekler Fiber Optik Teknolojisinde Yeni Ufuklar Açıyor

Birçok insanın gördüğünde korktuğu örümcekleri, biz daha çok ekolojik dengedeki rolleriyle tanıyoruz. Örümcekler tabiattaki besin zincirinden ve ekolojik dengeden çıkarıldığında, dünyayı sinek ve böceklerin istila etmesi kaçınılmaz olacaktır. Bu usta avcılara, çeşitli avlanma stratejileri ilham edilmiştir. Örümceğe; avlanması, kendini koruması ve neslini devam ettirebilmesi için, önemli özelliklere sahip bir ipek çeşidinden ağ üretebilme kabiliyeti verilmiştir. Örümcek ağının bazı önemli özellikleri son zamanlarda tespit edilmiştir. Örümceğin kendi boyunun üç katına kadar uzayabilen bu ince, sağlam ve elastik hususiyetteki lifleri, birçok araştırmanın konusu olmuştur. Örümcek ağının yapısı taklit edilerek yapılan kurşun geçirmez yelekler, hem sağlamlık, hem de hafiflik bakımından metal yeleklere göre, büyük avantajlar sağlamıştır. Canlıların hayatlarında karşılaşmaları muhtemel problemler, onlar daha dünyaya gelmeden önce, Yaratıcımız�ın her türlü alternatif çözüm içinde en idealini yaratmasıyla halledilmiştir. Bu çözüm şekillerinin mükemmelliği, insanlar için her zaman ufuk açıcı olduğu gibi, ilim ve teknolojinin ilerlemesinde de yol gösterici olmuştur. Konuyla ilgili çarpıcı birçok örnek, Tabiatta Mühendislik kitabında ele alınmıştır.1 Örümcek ipliğinin fiber-optik teknolojisine nasıl katkıda bulunduğu ise, son araştırmaların ışığında anlaşılmaktadır. Fotonik teknolojisinde önemli bir problem, nano-ölçekli (metrenin milyarda biri) optik devrelerde kullanılan ve ışık demetini ileten içi boş ve çok ince optik fiberleri (ipleri) imal etmektir. Örümcek ağını, camsı bir tabaka ile kaplayıp kurutan ve daha sonrada ısıtarak ağı çıkaran Riverside Kaliforniya Üniversitesi�nden Yushan Yan önemli bir buluşa imza atmıştır2. Bu yeni teknoloji sayesinde, insan saçının 50.000�de biri inceliğinde, iç boşluğu 2 nanometre çaplı (1 nanometre = 1 metrenin milyarda biri) olan ipler elde edilebilecektir. Bu buluş, fotoniğin yanı sıra, optik mikroskopların çözünürlüğünü de artıracaktır. Başka bir uygulama alanı ise, nano-ölçekli deney tüpleri olabilir. Bu ince tüpler sayesinde bir kimyevî maddenin içerisindeki tek bir molekül emilebilecektir. İçi boş fiberlerin elde edilmesi, parafin içine fitilin yerleştirilmesi yoluyla mum yapılmasına benzer şekilde çok basit bir işlemle olabilmektedir. Kaliforniya Üniversitesi'ndeki araştırma grubu Madagaskar'ın dev örümceği Nephila madagascariensis'in ipliğinden 1 cm alarak uçlarını bir parça karta yapıştırdılar. İpliği tetraetil ortosilikat çözeltisine defalarca batırdılar. Daha sonra kaplanmış fiberleri kurutup 420 oC'de pişirerek ipliğin yanmasını sağladılar. Kaplama, fırında orijinal çapın beşte birine düştü ve 1 mikrometre çapında ince içi boş tüpler elde edildi.Gelecekte, Ortadoğu ve Güney Asya'da yaşayan ve 10 nanometre çapla bilinen en ince iplikçiğe sahip stegodyphus pacificus örümceğinin iplikçiği kullanılarak, daha ince liflerin üretilmesi plânlanmaktadır. Isıtmayı müteakip bu iplikçiklerle 2 nanometre çapında fiberler elde edilebilecektir. Bu yeni bulunan teknikten önce, iç çapı 25 nanometre olan iplikler üretilebiliyordu.Fiber-optik sahasında çalışan araştırmacılar, bu yeni teknolojinin ucuzluk ve basitliği karşısında hayranlıklarını gizleyemiyorlar. Bu yeni tekniğin, çok küçük mekanları kullanan supra-moleküler kimyada işe yarayacak ince alıcılar yapımına da uygulanabileceği tahmin edilmektedir. Bu şartlar altında reaksiyon hızları önemli ölçüde artmakta ve tamamen farklı reaksiyonlar oluşmaktadır. Bu durumlar için halihazırda karbon nano-tüpler kullanılmaktadır. Örümcek kaynaklı yeni tüpler, bu sahada daha ince ayarlamaların yapılmasını sağlayabilecektir. Yeni fiberlerin daha ince fiber-optik sondalar kullanabilen yakın alanlı mikroskopların üretilmesinde de kullanılabileceği düşünülmektedir. Bu tip mikroskoplar, ışık dalga boyundan daha küçük olayları, numuneyi zedelemeden incelemede kullanılmaktadır. Elektron mikroskopları ise, teknolojileri gereği numunenin zedelenmesine yol açmaktadır. Halihazırda bu tip mikroskoplar, çok ince cam tüplerden çıkarılan optik fiberlerle yapılmış merceklerle çalışmaktadır. Bu fiberler nispeten kalın olup 100 nanometre çapındadır. Yeni teknoloji sayesinde bu mikroskoplar geliştirilerek biyologlar için de yeni ufuklar açılabilir. En azından örümcek gibi bir hayvanın mükemmel biyolojik yapısı ve iplik üretiminin, tabiat ve tesadüf gibi, kavramlarla izah edilemeyeceği gerçeğini hatırlatacaktır. Tabiatta müşahede ettiğimiz mükemmellikler, bizim varlık âlemine bakışımızda önemli değişiklikler yapacak, hayatımızı kolaylaştırmada büyük adımlar atılmasını sağlayacak ve ilâhî kudretin ve san'atın nasıl iç içe tecelli ettiğinin anlaşılmasına da vesile olacaktır.
Kaynaklar
1.M. Sami Polatöz, Tabiatta Mühendislik, Kaynak Yayınları, İstanbul, 2003.
2.Danny Penman, Spiders weave a web of light, NewScientist, 22 March 2003, p 20.

Prof.Dr. M.Sami POLATÖZ
Kaynak : http://www.sizinti.com.tr/