Nanoteknolojide Biyomimikri

Milyarlarca yıllık evrim boyunca doğaya, araştırmacıların ve mühendislerin mevcut teknolojilerin yeteneklerini geliştirecek yeni teknolojiler icat etmelerine yardımcı olan benzersiz ama zarif tasarımlar ve yapılar sağlanmıştır. Amerikalı biyofizikçi O. H. Schmitt tarafından 1950'lerde türetilen 'biyomimetik' veya 'biyomimikri' terimi, Yunanca kelimelerden türetilen iki kelimeden oluşmaktadır: 'bios' (yaşam anlamına gelir) ve 'mimesis' (taklit) anlamına gelmektedir.^{[1], [2]} Biyomimikri, istenen işlevlere sahip yeni cihazlar geliştirmek amacıyla doğal yapıların, tasarımların ve unsurların taklit edilmesidir.^[2]

Doğayı Taklit Eden Nanoteknolojik Yapılar Nelerdir?

• Köpekbalığı Derisi: İri segmentleri olan köpekbalığı derisinin bakteriyi yüzeyinde barındırmayan özelliğinin ortaya çıkmasından sonra, bu deriyi taklit eden kumaşlar tasarlanmıştır. Bu kumaşların özellikle hastanelerdeki kapı kolu gibi yüzeylere kaplanarak bakteri yayılımının engellenmesi amaçlanmaktadır.
• Nilüfer Çiçeği ve Süper Hidrofobik Yüzeyi: 1990’lı yılların başında Almanya’nın Bonn Üniversitesi’nden Wilhelm Barthlott, nilüfer yapraklarının mikroskobik yapısını keşfetmiştir. Bonn bitki yapraklarının yüzeyinin özel bir yapıya sahip olduğunu bulmuştur. Bu yapraklar 5-10 mikrometre yükseklikte ufak tümseklere sahiptir ve bu tümseklerin yüzeyi balmumu ile kaplıdır. Bu özel yapı nedeniyle su damlacıkları yaprak yüzeyinde duramamaktadır.^[3] Çiçek yapraklarının bu özelliğinden yararlanılarak su tutmayan ve kirlenmeyen kumaşlar, kendi kendini temizleyen duvar boyaları gelişitirilmiştir.
• Gecko Kertenkeleleri ve Yapışkan Ayakları: Gecko kertenkelelerin ayakları seta adı verilen segmentlerden oluşmakradır. Bu setaların her biri 1mm uzunluğunda ve 5 µm çapındadır. Setalar da daha ince tüycüklerle kaplıdır. Mikroskop altında bakıldığında bu tüycüklerin insan saç telinden 10 kat daha ince olduğu ve uçlara doğru inceldiği görülmüştür. İşte bu incelme nedeniyle yüzeyle arasında moleküler çekim kuvveti (Van Der Waals çekim kuvveti) meydana gelmektedir. Bu yapıyı taklit eden nanoteknolojik ürünler ise tırmanma ayakkabıları ve eldivenleridir. Cam yüzeyde bile tutunabilen bu ürünler sayesinde acil durumlarda (yangın, deprem) hızlı kurtulma mümkün olabilecektir.
• Böbrek Filtrasyon Sistemi: Vücudumuzun filtreleme sistemi, örneğin böbreğin glomerulusu, çok ölçekli, hiyerarşik yapıların güzel bir örneğidir. Böbreklerdeki glomerüler kılcal duvar, albümin ve daha büyük moleküllerin filtrelenmesini önlemekte, suyun ve küçük plazma çözüntülerinin ise idrar boşluğuna geçmesine izin vermektedir. Glomüler kılcal sistemin filtreleme özelliğinden yararlanılarak oluşturulan ürünler ise; protein ayırma ve saflaştırma, biyomolekül tespiti, DNA ekstraksiyonu ve bakteri ve virüs filtrelemesi aparatlarıdır.^[2]