Biyomimikri en basit hali ile doğanın taklit edilerek bilim ve teknolojilere uygulanmasıdır. Doğanın en mükemmel mühendislik örneği olduğu söylenir. Kuşlar doğanın uçakları, balıklar doğanın deniz altlarıdır. Doğa şu anda bizim uğraştığımız problemleri çözmüştür ve ulaşmak istediğimiz teknolojilere ulaşmıştır. Bu nedende doğada yalnızca bakmaya değil görmeye de başladığımızda pek çok ilham fırsatı bulunur. Biyomimikri de bu farkındalıktan yola çıkarak doğadan ilham alır ve doğa ile uyumlu sürdürülebilir çözümler üretir. Bu yazıda bu çözümlerden 5 tanesini anlatacağız.

Süperhidrofobik Yüzeyler-Lotus Etkisi:

Lotus çiçeği üstünde yuvarlak damlacık halinde duran yani yapışmadan kayan su tanecikleri görüntüsüyle bilinir. Lotus çiçeği bu nedenle ıslanmaz. Kendi kendini temizleyen yüzeyler, biyo-kirlilik önleyici yüzeyler ve benzeri özellik istenen yüzeyleri tasarlarken çiçeğin bu yeteneği ilham alınmaktadır. Süperhidrofobik özellik biyoloji, nanoteknoloji, malzeme ve kimya alanlarını yakından ilgilendirir. Lotus çiçeğinin çalışma mekanizması da bu alanların yardımı ile açıklanır.

Lotus çiçeği sahip olduğu topografya ve kimyasal bileşim sayesinde hidrofobiktir. Lotus çiçeklerinde yüzey mumsu bir kaplama yapısı barındıran mikro yapı seviyesinde ve bir nanoyapı seviyesinde küçük kıllardan oluşur. Lotus çiçeğinden ilham alınarak kirlenmeyen gemi kaplamaları, kendini temizleyen tekstil ürünleri, buğulanmayan camlar, biyosensörler ve dış kaplamalar üretilmiştir.

Köpek Balığı Derisi- Sürtünmeyi Azaltmak:

Gemi gövdeleri, denizaltılar, uçaklar ve hatta mayolar, dalgıç giysileri gibi pek çok gövdede köpek balığı derisinden ilham alınarak yüzey oluşturulmuştur. Bu nedenle köpek balığı derisi, uygulamada kendini göstermiş ve kullanımı mevcut bir biyomimikri örneğidir.

Kelebek Kanatları- Işığın Emilimi:

Kelebek kanatları, rengarenk ve çeşitli desenli görüntüleriyle doğanın görsel olarak sunduğu en büyük görsel şölenlerdendir. Görsel şölen olmanın yanında “Adi gül” kelebeği olarak da bilinen Pachliopta aristolochiae kelebeğinin kanatları etkileyici bir optik özelliğe sahiptir. Kelebeğin, beyaz ve kırmızı beneklere sahip siyah kanatları güneş ışığını emerek ısıya çevirebilen pullarla kaplıdır. Bu pullar topografik konumlanmaları ve geometrik biçimleri sayesinde kelebeğin çok çeşitli açı ve dalga boylarında güneş enerjisini yakalamasına imkan tanır. Ayrıca siyah kanatlar ayrıca kelebeğin yüksek vücut ısısını korumasını sağlar. Şu anda kelebek kanadının bu özelliğinden ilham alınarak yeni güneş paneli imal etme çalışmaları sürüyor. Çalışmalar başarılı olup daha ekonomik ve verimli güneş panelleri ortaya çıkarabilmesi olasılığı yenilenebilir enerjinin geleceği adına oldukça umut vaat ediyor.

Sivrisinekler- Mikro iğneler:

Sivrisinekler bazen hiç hissettirmeden bazen ise bir çimdik benzeri bir his uyandırarak kanımızı emme yeteneğine sahip sinir bozucu oldukları kadar gerekli canlılardır. Çocukluğumuzun kabusu olan iğnelerin verdiği his ile karşılaştırıldıklarında ise muhtemelen çoğumuz bir sivrisinek ısırığı hissini tercih eder.

Sivrisinekler bu yeteneklerini, duyguları uyuşturmak ve kanı sulandırmak için bir iğnelerinden tükürük salgılamaları ve kanı çeken başka bir iğnelerinin titreşimi ve tırtıklı kenarlar nedeniyle bunu yapabilirler. Ancak sivrisineklerin kan alma eyleminin en ilginç yanı, sivrisinek hortumunun aslında sertlik açısından değişkenlik göstermesidir. Sivrisineklerin iğneleri ucunun yakınında daha yumuşak hale gelir. Böylece cildi delmek için gereken kuvveti azaltır. Daha az deformasyona ve dolayısıyla daha az ağrıya neden olur. Sivrisinekten ilham alan bu çalışmada iğnenin kırılganlığının ve kan pıhtılaşmasına yol açması riskinin önüne henüz geçilmediğinden insan deneylerine geçilmedi.

Dulavratotları- Cırt Cırt:

En basit ama etkili biyomimikri örneklerinden biri cırt cırt icadıdır. İsviçreli elektrik mühendisi George de Mestral bir gün köpeğini yürüyüşe çıkartır. Bu yürüyüşte köpeğinin üzerinden bu otları toplamanın ne kadar zor olduğunu keşfeder ve aklına bir fikir gelir. Mestral, dulavratotlarını mikroskop altında incelemeye karar verir. Bunun sonucunda tüyün/kumaşın çapaklarının küçük kancalarının ve ilmeklerin otun son derece iyi yapışmasını sağladığını fark eder. Bu yapıyı bir bağlantı elemanı olarak kullanma fikrinden yola çıkarak 1941’de cırt cırtları ortaya çıkarır. Velours (Fransızca ilmek) ve crochet (Fransızca kanca) kelimelerini birleştirerek 1959’da Velcro şirketini ortaya çıkarır. Şimdi ayakkabılardan kıyafetlere özellikle pek çok tekstil ürününde bu icat hayatımızı kolaylaştırıyor.

 

• Kaynakça ve İleri Okuma:

  • nanografi.com
  • www.sciencefocus.com
  • www.microphotonics.com
  • interestingengineering.com