Mürekkep Balığı Çevre Dostu Plastiklere Alternatif Olabilir mi?
Yakın zamanda keşfedilen mürekkep balığı proteininin dikkat çekici özellikleri, bilinen plastiklerle elde edilemeyecek bir yöntemle malzemeler üzerinde devrim yaratabilir, elde edilen bulguların yer aldığı derleme Frontiers in Chemistry dergisinde yayımlandı. Mürekkep balığının yırtıcı kollarının halkalı dişlerinden kaynaklanan bu protein, sağlık kontrolü için akıllı kıyafetlerden mikro-plastik kirliliğini azaltan kendi kendini yenileyen geri dönüştürülebilir kumaşlara kadar değişen çeşitli uygulamalar ile liflere ve filmlere işlenebilir. Laboratuvar kültürü yöntemleri kullanılarak ulaşılan sürdürülebilir büyük ölçekli üretim ile bu proteinden yapılan malzemeler çevre dostu ve biyobozunurdur (biyolojik olarak parçalanabilir).
Araştırmanın yürütücü yazarı, Lloyd ve Dorothy Foehr Huck Biyomimetik Malzemeler Başkanı ve ABD Penn State Üniversitesi’nde İleri Fiber Teknolojileri Araştırma Merkezi (CRAFT) yöneticisi Melik Demirel, ‘’ Mürekkep balığı proteinleri, güvenlik ve savunma sektörü yanında enerji ve biyotıp dahil olmak üzere bir dizi farklı alan için yeni nesil malzemeler üretmek amacıyla kullanılabilir.’’ diyor. ‘’ Çevre dostu ve çevresel olarak sürdürülebilir oldukları için plastiklere karşı mükemmel bir alternatif olan mürekkep balığının halkalı diş temelli malzemeleri hakkında mevcut bilgileri derledik.’’
Mürekkep balığı halkalı dişleri çok yönlü
İnsanlık 100 yıllık bir plastik üretim sürecinin ardından uyanırken, bizler doğanın uyarılarına ve çözümlerine kulak vermeye başladık.
Demirel, ‘’Doğa aslında çevresel açıdan duyarlı, kendini yenileyebilen ve olağanüstü mekanik fonksiyonlara sahip çeşitli akıllı malzemeler üretiyor. Bu malzemeler ya da biyopolimerler, plastikler gibi sentetik polimerlerde kolaylıkla bulunmayan eşsiz fiziksel özelliklere sahiptir. Önemli bir nokta olarak, biyopolimerler sürdürülebilir malzemelerdir ve fiziksel özelliklerini geliştirmek için tasarlanabilir.’’ diyerek açıklıyor.
Plastik kirliliğinin sıkıntısını çeken okyanuslar, sürdürülebilir alternatif arayışının merkezindedir. Mürekkep balığının halka dişlerinden (SRT-squid ring teeth – mürekkep balığı vantuzlarında bulunan ve avını kuvvetle kavramak için kullanılan dairesel yırtıcı vücut uzantıları) yeni keşfedilen bir protein ilgi çekici özellikleri ve sürdürülebilir üretimi sebebiyle dikkatleri üzerine toplamıştır.
SRT temelli malzemelerin kendini yenileme, optik ve termal ve elektriksel iletkenlik özelliklerinin yanında esnekliği, bükülebilirliği ve dayanıklılığı çeşitli moleküler dizilimler ile açıklanabilir. SRT proteinleri, mikro faz ayrımları meydana gelecek şekilde düzenlenmiş yapı bloklarından oluşmaktadır. Bu durum su ve yağ ile benzerlik göstermektedir ancak aralarındaki fark çok daha küçük nano ölçekli olmasıdır. Bu bloklar, iki farklı katman oluşturmak üzere tamamen ayrılmazlar bunun yerine yinelenen silindirik bloklar, düzensiz düğümler ya da sıralı tabakalar gibi moleküler seviyede farklı formlar oluşturulur. Bu oluşturulan şekiller malzemenin özelliğini belirler ve bilim adamları çeşitli kullanımlar için SRT bazlı ürünler üretmek amacıyla bunlar ile deneyler yürüttüler.
Tekstil endüstrisinde SRT proteini, bulaşık makinelerinde mikrofiber aşınmayı azaltan aşınmaya dayanıklı bir kaplama sağlayarak mikro-plastik kirliliğinin temel kaynaklarından biri için çözüm olabilir. Benzer bir şekilde kendini yenileyen SRT protein kaplaması, biyolojik ve kimyasal savaş etmenlerine karşı koruma için uygun hale getirilmiş giysilerin yanında hasara eğilimli biyokimyasal implantların dayanıklılık ömrünü ve güvenliğini arttırabilir.
Hatta çok katlı SRT proteinlerini, sağlığımıza dikkat etmemizi sağlarken bizi havadaki çevre kirliliğine yol açan maddelerden koruyabilen akıllı kıyafetlerin gelişmesine sebep olan diğer bileşikler ya da teknoloji ile birleştirmek mümkün. Ayrıca SRT bazlı malzemelerin optik özellikleri, bizim sağlığımız veya çevremiz hakkında da bilgi gösterebileceği anlamına gelmektedir. Kolay bükülebilen esnek SRT bazlı fotonik cihazlar – tipik olarak cam ve kuvars gibi sert malzemelerden üretilen LEDler ve optik ekranlar gibi ışığı oluşturan, manipüle veya tespit eden bileşenler – şu anda geliştirilmektedir.
Demirel, ‘’SRT fotonikleri biyolojik olarak uyumlu ve biyobozunurdur ve bu sayede sadece giyilebilir sağlık monitörleri üretmek için değil aynı zamanda biyolojik olarak hissetme ve algılama için vücuda yerleştirilebilir cihazların üretimi için de kullanılabilir.’’ diyerek ekliyor.
Bu filmin yapımında hiçbir mürekkep balığı zarar görmedi
SRT bazlı malzemelerin fosil yakıtlardan elde edilen diğer sentetik malzemelere ve plastiklere karşı en temel avantajı çevreye zarar vermiyor oluşudur. SRT proteinleri yenilenebilir kaynaklardan ucuza ve kolaylıkla üretilmektedir ve araştırmacılar mürekkep balığı yakalamadan bu proteinleri üretmenin yolunu buldular. Demirel, ‘’ Bizler doğal mürekkep balığı kaynaklarını tüketmek istemiyoruz ve bu yüzden bu proteinleri genetiği değiştirilmiş bakterilerden üretiyoruz. Prosesimiz fermantasyona dayalı bir prosestir ve biyopolimerleri üretmek için şeker, su ve oksijeni kullanır.’’ diyerek açıklıyor.
SRT tabanlı prototiplerin yakın bir zamanda daha yaygın bir şekilde bulunabileceğini umuyoruz ancak hala çok fazla geliştirilmeye ihtiyacı var.
Demirel, ‘’ Bu malzemeleri daha büyük ölçeklere taşıyarak üretmek ektra iş gerektirmektedir. Bizler şu anda, bu malzemelerin endüstriyel üretim proseslerinde kullanılabilir olması için bunların proses teknolojisi üzerinde çalışıyoruz.’’ diyerek açıklamada bulunuyor.
Kaynak: phys.org
