Kum Kurtları Şekil Değiştiren Malzeme için İlham Kaynağı Oldu
MIT’deki Kimya Mühendisleri kum kurtlarının (Nereis virens) çenelerinden ilham alarak, koşullara bağlı olarak şekil ve rijidite (bükülmezlik) özelliklerini değiştirebilen bir materyal geliştirdi.
Kum kurtlarının çeneleri yumuşak, protein bazlı materyalden oluşuyor ancak insan diş kemiği kadar sertleşebiliyor. Francisco Martin-Martinez tarafından yönetilen ekip, değişim nasıl gerçekleştiğini araştırarak aynı özelliklere sahip yapay malzemeyi oluşturmak için ilham aldı. Yeni yarattıkları pH ve iyon konsantrasyonuna duyarlı malzemenin örneğin kendi gücünü sağlayan biyo-robotların kontrol hareketlerinde veya sensörlerinde kullanılabileceğine inanıyorlar. Araştırmacılar kum kurdunun çenesindeki protein materyalinin nasıl şekil değiştirdiğine baktılar. Öncelikle materyalin moleküler düzenine çok detaylı bir şekilde bakan ekip, proteindeki histidin amino asitlerinin belirli pH seviyelerinde çevresindeki iyonlara bağlanarak proteinin şeklini değiştirdiğini, esneklik seviyesini düzenlediğini gördü.
Martin-Martinez ve ekibi kum kurtlarının çenesindekine benzer sentezlenmiş protein hidrojel materyali geliştirerdi. Belirli pH düzeylerine, çinko iyonlarının varlığında, protein içinde metal-koordine çapraz bağlar oluşturarak materyali güçlendiriyor. Dahası bağlar tersinir olarak koşullar değiştiğinde eski haline geri dönüyor.
“pH’ı ve ya iyonları değiştirmek bir düğmeyi açıp kapamak gibi. Belirlediğiniz koşula göre düğmeyi açıyor ve kapatıyorsunuz ve hidrojel genişliyor veya daralıyor.” diyor Martin-Martinez.
MIT ekibi bir modelleme yaparak materyalin farklı iyon karışımlarında ve pH seviyelerinde nasıl davranacağını tahmin etmeye çalıştı. Böylece kendilerine ileriye dönük olarak materyali iyileştirme ve üzerinde çalışma yapmak için fırsat yarattılar.
“Genişleme ve daralma yeteneği bu materyali biyo-robotlar için özel bir malzeme olarak kullanmamızı sağlayabiliyor: kaslar. Aynı zamanda harici güce ihtiyaç duymayan sensörlerin geliştirilmesinde veya karmaşık elektronik sistemler için kontrol cihazlarına kullanılabilir.” diyor Martin-Martinez.
Kaynak : thechemicalengineer.com
