ÖRÜMCEK TÜYLERİNİN SU İTME ÖZELLİĞİ

ÖRÜMCEK TÜYLERİNİN SU İTME ÖZELLİĞİ

www.biyomimetik.imanisiteler.com

• Kirlenmeyen kumaşlar, buğulanmayan camlar, yosun tutmayan deniz araçları, kir, mikrop ve bakteri barındırmayan boyalar, az yakıt harcayan ulaşım araçları mümkün mü?
• Bu soruya cevap arayan bilim adamları daha temiz, güvenli ve ekonomik bir çevre oluşturabilmek için birçok projede örümceğin tüylerinin su itme özelliğini örnek almaktadırlar.
• Bu kusursuz özelliğin detayları incelendikçe, örümcek tüyleri birçok yeni teknolojiye ilham olmaktadır.

Teknoloji mühendisleri, son araştırmalarda su tutmayan bir yüzey yapmayı başardılar. Su damlacıkları bu yüzey üzerinde buz üzerine atılan küçük toplar gibi kayarak ilerliyor. Araştırmacılara ilham kaynağı olan bu yüzeyin malzemesi cila, cam, hatta teflon değil, küçük bir örümceğin tüyleridir. Bilim adamlarının son günlerde “kuru kalmak için örümcek gibi ol” sözleri ile ifade ettiği örümceğin tüylerinin su itici yapısı Yüce Allah’ın üstün detay sanatını gösteren kanıtlardan sadece biridir. Bu gerçek bir Kuran ayetinde şöyle haber verilir:

“Biz, gökleri, yeri ve ikisi arasında bulunanları bir ‘oyun ve oyalanma konusu’ olsun diye yaratmadık. Biz onları yalnızca hak ile yarattık. Ancak onların çoğu bilmezler.” (Duhan Suresi, 38-39)

Örümceğin Kuru Kalmasının Anahtarı Tüylerinin Yapısında Gizli

Örümceğin üst derisinde yer alan küçük kıllar oldukça duyarlıdır. Bazıları titreşime (örneğin duymaya), bazıları kimyasallara (örneğin koklamaya), bazıları da ısı, çekim ve neme karşı hassas olan bu tüylerin bir diğer özelliği de örümceklerin neme karşı kuru kalmalarını sağlamaktır. Bilim adamları tüylerin pek çok hikmetli yaratılış özelliğinden sadece biri olan kuru kalma özelliğini incelediklerinde bunun sebebinin örümceğin vücudunda büyüyen tüylerin şekli ve dokusu olduğunu anlamışlardır. Önceleri bu kuruluğun düzenli bir şekilde çıkan tüylerden kaynaklandığını düşünmüşlerdir. Fakat Yüce Allah bilim adamlarının düşündüğünün tam tersi bir dizilimle örümceklerin ıslanmalarına engel olmaktadır. Bu  kuruluğun anahtarı tüylerin düzensiz dizilmiş olmasından başka, tüylerin hem uzun, hem kısa, hem kıvırcık ve hem de düz sıralanmasından kaynaklanmaktadır. Yüce Allah tüylerin bu şekli ile mükemmel bir hidrofobik (suyu sevmeyen) yüzey yaratmıştır. Bu hidrofobik yüzeyin örümceklere kazandırdığı bazı avantajlar vardır. Bu avantajlardan bazıları şöyledir:

• Örümcekler bu hidrofobik yüzey vesilesiyle şiddetle yağan yağmurlara ıslanmadan dayanır ve boğulmaktan kurtulabilirler. Hatta tüylerin bu yapısı suyu geçirmediği gibi geri püskürtebilir.
• Kuru kalma özelliği aynı zamanda kendi kendilerini temizlemelerine de vesile olur. Çünkü, hidrofobik yüzey sayesinde örümceklerin üzerine düşen su damlacıkları küçük bilyeler şeklinde yuvarlanırlar. Bu sırada küçük su kürelerine yapışan kiri toplayarak örümceğin temizlenmesini sağlarlar.
• Su örümcekleri hava kabarcıklarını yakalamak için su çekmeyen tüylerini kullanırlar ve tüyleri üzerine küçük toplar şeklinde yapışan hava kabarcıklarını su altında nefes almak için  kullanırlar.
• Su örümcekleri ıslanmayan bu kıllar vesilesi ile suda ustaca yürüyebilir. Çünkü sekiz ayağının uçlarında suyu itme özelliğine sahip, balmumuna bulanmış kıllardan oluşan kadifemsi sık bir örgü vardır. Bu yapı suda yürüme işlemini mükemmel bir biçimde gerçekleştirir.

Örümcekler burada sadece birkaç özelliğine dikkat çekilen bu işlemleri hiçbir kimyasal kullanmadan gerçekleştirirler. Sadece fizik kanunları ile gerçekleştirilen bu işlemler, elbette  çok özel bir yaratılışı gerektirmektedir. Bu tüm canlıları, bitkileri, hayvanları, böcekleri yaratan Yüce Rabbimiz’in  üstün  kudreti, ilmi ve  aklının örneklerinden sadece biridir:

“Göklerin, yerin ve ikisi arasında bulunanların Rabbidir, üstün ve güçlü olan, bağışlayandır.” (Sad Suresi, 66)

Hidrofobik Yüzeyler

Hidrofobik  (suyu sevmeyen);  yüzeyler suyla yaptıkları değme açısına göre adlandırılırlar.  Değme açısı bir katının bir sıvı tarafından ıslatılma miktarının nicel ölçümüdür. Değme açısı,  90 dereceden küçükse sıvı yüzeyi ıslatır; 90 dereceden büyükse yüzey kuru kalır. İşte su damlası yüzeyde yayılmak yerine küresel bir şekilde durma eğilimi gösteriyorsa bu yüzeye hidrofobik yüzey adı verilir.

www.evrimbilimdegildir.com

Her eşyanın yüzeyinin sudan, kirden hatta parlak ışıktan bile zarar görme ihtimali vardır. Bundan ötürü bilim adamları araba ve mobilya cilalarını, ultraviyole güneş ışınlarını engelleyen sıvılar üretmişlerdir. Hepsinin amacı, yüzeyi, meydana gelebilecek herhangi bir aşınma ve yırtınmadan korumaktır. Doğadaki hayvanlar ve bitkiler de, kendi hücrelerinin içlerinde, yüzeylerini dış etkenlere karşı koruyacak birtakım özelliklere sahiptirler. Doğadaki canlıların bünyeleri tarafından üretilen ve bilim adamlarını hayrete düşüren bu özellikler, tasarımcıların taklit etmek için uğraştıkları kompleks örneklerdir. Örümceğin su tutmayan tüyleri de bilim adamlarının taklit ettiği bu tip örneklerden biridir.

Örümcek Tüylerinden Esinlenerek Tasarlanan Teknolojik Ürünler

Florida Üniversitesi Malzeme Bilimi ve Mühendisliği Profesörü olan Wolfgang Sigmund, örümcek tüylerinin su tutmayan özelliklerinden ilham alarak, mikroskobik elyaflarla deneyler yapmaya başlamış ve bu kusursuz detayı taklit ederek mükemmel sonuçlar elde eden bir malzeme üretmiştir. Başlangıçta tüm elyafları aynı boyutta ve aynı aralıkta yapmayı hedefleyen Prof. Sigmund, örümcek tüylerinin kompleks dizilişinden esinlenerek farklı boyutlarda ancak 600 mikron veya metrenin milyonda biri ortalamaya sahip plastik tüyler kullanarak Yüce Allah’ın üstün yaratışındaki bu dokuyu kopya etmiştir. Elde edilen bu ürünün teknolojiye kazandıracağı avantajlar ise tam anlamıyla mükemmeldir:

• Kendi Kendini Temizleme Özelliği

Bu buluşu mükemmel yapan özellik, diğer hidrofobik malzemelerden farklı olarak, suyun mikroskobik kürelerinin biçimlerinin bozulmamasıdır. Yüzey üzerinde bozulmadan yuvarlanan küçük su küreleri örümcek örneğinde olduğu gibi yüzeyin kendi kendini temizlemesinde önemli bir avantaj sağlar.

Gıda paketleme, pencereler veya güneş ışığı toplayabilmesi için temiz kalması gereken güneş hücreleri (solar cell) gibi pek çok yüzey bu ideal malzeme ile temiz kalmaktadır.

Tekne tasarımcıları da yakın bir gelecekte daha hızlı ve daha verimli temizlik ve aşınmayı engellemek için  tekneleri bu malzemeyi kaplayacaklardır.

Dış mekanda kullanılan camlar da süperhidrofobik malzemeyle kaplandıkları takdirde hem hep temiz kalır, hem de üzerlerine gelen su damlacıkları hemen yuvarlanıp gidecekleri için görüşü olumsuz etkilemez.

Boyalara çapları nanometre mertebesinde süperhidrofobik parçacıklar katılarak, binaların dış cephe duvarlarının her zaman temiz kalmaları sağlanabilir.

•  Kimyasal İçermemesi

Bu buluşun bir başka özelliği, herhangi bir malzemeden yapılabilir olmasıdır. Çünkü işin sırrı kimya değil, fizik kurallarıdır. Üretilen bu hidrofobik yüzey ayakkabı cilası, otomobil cam bakım ürünleri ve benzerlerinden farklı olarak hiçbir tehlikeli kimyasal içermez. Dolayısı ile temizlik malzemelerinin çevrede oluşturduğu kimyasal kirlilik ve canlı sağlığı üzerindeki olumsuz etkisi önlenmiş olur.

• Daha Güvenli ve Ekonomik Olması

Langmuir bilim dergisinde yayınlanan bir makalede bu tekniğin, süngerler gibi emici malzemeleri bile ıslanmaktan koruyarak hijyen açısından daha olumlu sonuçlar oluşturacağı belirtilmiştir. Bu yöntem, bir kimyasal kullanım içermediğinden diğer su geçirmeyen sistemlerden daha güvenlidir. Ayrıca temizlik için kullanılan malzemelerden ve bunları almak için yapılan masraflardan iktisat edilebilir. Temizlemeden kaynaklanan yüzey aşınması da engelleneceğinden malzemelerin kullanım ömrü uzatılabilir.

• Tıp Alanında Uygulanabilir Olması

Kalp damarlarına takılan stentlerin iç yüzeylerinin süperhidrofobik malzemeyle kaplanmasıyla, stentlerin iç yüzeyini daha kaygan hale gelir ve stentlerin tıkanması önlenmiş olur.

Bazı süperhidrofilik yüzeyler (titanyum dioksit kaplı yüzeyler) ultraviyole (UV) ışığında aktif  radikaller oluşturabilirler. Oluşan bu radikaller, yüzeye tutunmuş organik kirleri parçalar ve kirlerin suyla uzaklaşmasını kolaylaştırırlar. Titanyum dioksit içerikli kaplamalar, dezenfektasyonun da kendiliğinden olmasını sağlar. Güneş ışığı titanyum dioksit parçacıklarını aktif hale getirir ve oluşan radikaller yüzeydeki bakterileri ve mikropları öldürür.

• Enerji Tasarrufu Sağlaması

 Uçak ve arabaların süperhidrofobik malzemelerle  kaplanması nemli havayla olan sürtünmeyi azaltacağından bu araçların daha hızlı gitmesine neden olabilir. Ayrıca sürtünmeden kaynaklanan enerji kaybını azalarak yakıttan tasarruf edilmesine olanak sağlar. Yağlara karşı da süperhidrofobik yüzeyler geliştirilmesi makine ve motorlarda sürtünme ile oluşan enerji kaybını engeller ve  enerjiden tasarruf sağlayabilir.

www.orumcekmucizesi.imanisiteler.com

“Gerçekten hayvanlarda da sizin için bir ders (ibret) vardır; karınlarının içinde olanlardan size içirmekteyiz ve onlarda sizin için daha birçok yararlar var. Sizler onlardan yemektesiniz.”
(Müminun Suresi, 21)

Örümceğin Tüylerindeki Yaratılış Yüce Allah’ın Kullarına Rahmetidir

Endüstriyel tasarımlar yaparken doğadaki örneklerden yararlanmak, günümüzde son derece yaygın kullanılan bir yöntemdir. Çünkü doğadaki tasarımlar her yönden kusursuzdur. Enerji tasarrufu, estetik, kusursuz işlevsellik, kendi kendini temizleme yeteneği gibi bir tasarımda olması gereken bütün özellikler örümcek örneğinde olduğu gibi doğada eksiksiz olarak mevcuttur. Oysa insanın becerisini kullanarak, senelerce süren bir bilgi birikimiyle ve zahmetli süreçler neticesinde ortaya çıkarttığı tasarımlar ise çoğu zaman doğadaki benzerlerinin kötü birer taklidi olmaktan öteye gidememektedir. Doğadaki asıllarıyla bu taklitler karşılaştırıldığında bu durum açıkça görülmektedir.

Yazı boyunca verilen örnekte de görüldüğü gibi örümcekler de doğada örnek alınan canlılardan biridir. Pek çok özelliğinin yanı sıra örümceğin tüyleri de gerek estetik, gerekse mühendislik açısından muhteşemdir. Nitekim bilim adamları örümceğin tüylerinin yapısını kopya ederek, neredeyse mükemmel hidrofobik yüzeyler elde etmişlerdir. Örümceğin su tutmayan bu özelliğini şimdi de yağ püskürtebilen yüzeylerde denemektedirler. Eğer mühendisler bu yüzeyleri belli bir sıcaklık aralığı için yeterli dayanıklılıkta üretebilmenin ekonomik yollarını bulurlarsa, endüstri yeni bir yol kat etmiş olacaktır. Ancak bilim adamları hem yağı hem de suyu püskürtebilen bu yüzeyi oluşturmak için henüz daha yolun en başındadırlar. Bu yüzeylerin sürekli olması, ticari olarak ulaşılabilir miktar ve ölçülerde üretilebilmeleri ve farklı tekniklerin geliştirilmesi için daha zamana ihtiyaç vardır.

İnsanlar tarafından taklit yöntemiyle üretilmiş olan ve henüz tam bir verimin alınmadığı bu yapıyı örümcekler dünya üzerinde ilk ortaya çıktıkları andan itibaren kullanmaktadırlar. Elbette ki bu yapının ortaya çıkması ve uygulanabilir hale gelmesi için belli derecede mühendislik bilgisi gerekmektedir. Örümcekler ise hiçbir eğitimleri olmadığı halde  hidrofobik malzemeyi nasıl dayanıklı ve esnek üreteceklerini, hatta nasıl tamir edeceklerini bilirler. Onlar da diğer canlılar gibi doğdukları andan itibaren, sadece, Yüce Allah’ın kendilerine ilham ettiği vahye uyarak hareket etmektedirler. Sahip oldukları bu mükemmel yaratılışın tek nedeni budur. Yüce Allah bir ayetinde tüm canlıların Kendi denetimi altında olduğunu şöyle bildirmektedir:

“İşte Rabbiniz olan Allah budur. O’ndan başka ilah yoktur. Herşeyin yaratıcısıdır, öyleyse O’na kulluk edin. O, herşeyin üstünde bir vekildir.” (En’am Suresi, 102)

 

www.yaratilisvebilimsiteleri.imanisiteler.com