Bilim İnsanları, Tüm Zamanların En Karmaşık Yapısını Oluşturdular
Brezilya ve ABD’den bilim insanları, dünyanın en karmaşık partikülünü oluşturmayı başardılar. Dünyanın en karmaşık yapıları olan bu nano partikül, boya teknolojisi gibi birçok alanda yeniliklere yol açabilir.
Biyoloji bilimi; bitki poleni, bağışıklık hücresi ve bazı virüsler gibi nano ölçeklerde karmaşık yapıların ortaya çıkarılmasını sağlıyor. Dünyadaki en karmaşık nano ölçekli yapılar olarak dikenli kokolitoforlar gösteriliyor.
Çapı birkaç mikron olan bu algler, etraflarında karmaşık bir kireçtaşı kabuğu oluşturmaları ile tanınıyorlar. Bilim insanları, bu canlının karmaşık yapısının nasıl geliştiğini anlamak için yıllardır çalışma yapıyorlar. Ancak şimdiye kadar bu karmaşık yapının ölçümlerini sağlamanın bir yolu bulunamamıştı.
Yapay Olarak Üretilen Partikül, Dünyanın En Karmaşık Doğal Yapısından Daha Karmaşık
Kokolitoforların karmaşık yapısı üzerinde çalışma yapan ekibin araştırmacılarından olan Michigan Üniversitesi’den malzeme bilimi ve mühendisliği profesörü Nicholas Kotov, dikenli kokolitoforların şekillerini tanımlayabildiklerini ve karmaşık yapılarına bir değer atayabildiklerini açıkladı. Kokolitoforların karmaşık yapılarının bu şekilde tanımlanması, nano partiküllerin yapay zeka ve makine öğrenme gibi yeni araçlarla geliştirilmesi sağlıyor.
Brezilya’daki Sao Carlos Federal Üniversitesi’nde görevli kimya profesörü Andre Farias de Moura liderliğinde çalışmanın hesaplama ekibi, parçacıkların kuantum özelliklerini ve nano ölçekli yapı taşlarına etki eden kuvvetleri araştırdılar.
Araştırmacıların yeni hesaplama yöntemini kullanarak parçacıkların karmaşıklığını oluşturmasında kilit rolü kiralite oynuyor. (Kiralite, parçacıkların saat yönünde veya saat yönünün tersinde bükülme eğilimleridir.) Araştırmacılar, oluşturdukları parçacığın yapı taşı olan nano ölçekli altın sülfür tabakalarını sistein adı verilen bir amino asit ile kaplayarak kiralite elde ettiler.
Simetrik iki görünüm alan sistein, altın tabakalarının saat yönünde ve saat yönünün tersinde bükülmesine neden oldu. Dikenleri olan bir top haline gelen karmaşık yapının bütün altın tabakaları sistein ile kaplandı.
Bilim insanları, sisteinin altın tabakaları üzerindeki diğer etkilerini anlamak için de deneyler yaptılar. Düz nano partiküller kullanarak, sadece düz, sivri uçlu yüzeyler oluşturabildiler. Ayrıca nano ölçekli bileşenlerin birbirlerini itmesini sağlayarak birkaç yüz nanometreden daha büyük parçacıklar elde etmek için elektrik yüklü moleküller kullanıldı.
Araştırmanın lideri olan Nicholas Kotov, nano partikül üzerinde meydana gelen olayların karmaşıklığın temelinde yattığını söyledi. Nano partikül üzerinde meydana gelen olayların dayandığı yasalar birbirleri ile çatışıyorlar. Bu çatışma nano partikülün karmaşık bir yapıya kavuşmasına neden oluyor.
Karmaşık Nano Partikül Bir Çok Alanda Kullanılabilir
Bilim insanları, elde ettikleri dünyanın en karmaşık yapısının birçok alanda kullanılabileceğini düşünüyor. Araştırmacılar, boyalar gibi katı-sıvı karışımlarını stabilize etmek için bu karmaşık yapıdan faydalanılabileceğini belirtiyorlar.
Bükülmüş sivri uçlu mikro partiküller aynı zamanda UV ışığı, kırılmış veya dairesel olarak polarize edilmiş bir görünür ışık haline getirebiliyorlar. De Moura, nano partikülün emisyonlarının anlaşılması en zor olan kısmının bu olduğunu söyledi.
Yapılan deneylerde ve simülasyonlarda UV ışığın parçacığın merkezine doğru emildiği ve kuantum mekanik etkileşimlerle dönüştüğü, kavisli sivri uçlardan ayrıldığı zaman ise dairesel olarak polarize görünür ışık haline geldiği görüldü. Araştırmacılar, ortaya çıkardıkları bu yöntemin elektroniği ve kimyasal reaksiyon verimlilikleri artırılmış parçacıklara sahip biyosensörler oluşturulmasında kullanılabileceğini düşünüyorlar.
Kaynak : webtekno.com
