Skip to content Skip to navigation

Işıkla Hareket Edebilen Çapraz Bağlı Polimerler

Dr. Zeynep Bilgici
15/01/2014 - 16:58

Çapraz bağlı polimerler suda şişebilen; ışık, ortam asitliği, sıcaklık gibi dış etkenlere maruz kaldıkları zaman tersinir olarak şekil ve boyut değiştirebilen polimerlerdir. Bu özelliklerinden dolayı, çapraz bağlı polimerler ilaçlardan bebek bezlerine kadar pek çok alanda kullanılıyor.

Bütün bu alanların yanı sıra, çapraz bağlı polimerler artık robot teknolojisinde de kullanılmaya başlandı. Aslında bu polimerlerin kullanıldığı robotlar alışılageldik robotlardan bir hayli farklı. Çünkü bu malzemeler bildiğimiz metal adamlardan çok ahtapot ya da denizanasına benzeyen ve “yumuşak robotlar” olarak da adlandırılan yeni nesil robotların üretilmesinde kullanılıyor. 

Organik kimyanın robot teknolojisinin kullanımına sunduğu çapraz bağlı polimerlerin sayısı her geçen gün artıyor. Işıkla kontrol edilebilen polimerler de bunlardan biri. Bu polimerlerin en büyük avantajı, ışığın bu polimerlere uzaktan uygulanabilmesi. Böylece ışıkla kontrol edilebilen polimerler kullanılarak çözücülerden veya kablo kalabalığından kurtulmuş sistemler hazırlanabilir.

Berkley'deki Kaliforniya Üniversitesi’nde bu konuyla ilgili yapılan bir çalışma sırasında grafen ile elastik polipeptitlerden oluşan ve ışığa maruz kaldığı zaman hareket edebilen yeni bir çapraz bağlı polimer hazırlandı.

Grafen, grafitin tek atom kalınlığındaki halidir ve kızılötesi ışığa maruz kaldığında ısı açığa çıkarır. Isınınca su açığa çıkaran elastik polipeptitler ise soğurken suyu soğurur.

Nano Letters dergisinde yayımlanan bu çalışmada Prof. Lee ve arkadaşları farklı özellikteki bu iki malzemeden elde ettikleri biyopolimerlerin bazı kısımlarını diğerlerine göre daha gözenekli üretti. Isınmaya bağlı su çıkışı gözenekli kısımlarda daha hızlı olduğu için, yakın kızılötesi ışık kullanılarak bu polimerlerin sadece istenilen bölgelerinin bükülmesi sağlanabilir. Bükülmenin bölgesel olarak kontrol edilebilmesinin yanı sıra, bükülüp-düzelme hareketi 100 kez tekrarlandıktan sonra bile bükülmenin olduğu bölgenin sadece çok küçük bir değişikliğe uğraması ve bükülme hızı ile bükülme açısının lazer ışının şiddetiyle ayarlanabiliyor olması da bu çapraz bağlı polimerlerin sahip olduğu özellikler arasında sayılabilir. 

Bu çalışmada, kontrollü bükülmeyi daha net bir şekilde gözlemleyebilmek için “el” şeklinde çapraz bağlı polimerler hazırlandı. Bu el şeklindeki polimerlere kızılötesi ışık tutulduğunda ışığa maruz kalan yer öne doğru bükülür ve ışık ortadan kalktığında tekrar eski haline geri döner.

Bu el şeklinde hazırlanmış polimerlerin yakın kızılötesi ışığa maruz kaldıklarında gösterdikleri tepkileri, araştırmayı yapan ekibin üyelerinden Edddie Wang ve Malav Desai’nin hazırladığı aşağıdaki videolarda izleyebilirsiniz. 

 

 

 

 

 

 

 

İlgili İçerikler

Fizik

Bu yıl sekizincisi düzenlenen Breakthrough Ödülleri’nde temel fizik alanındaki ödülün sahibi ilk karadelik görüntüsünün elde edilmesi çalışmasını gerçekleştiren araştırmacılar oldu. Ödül kazanan araştırmacılar arasında Türk bilim insanı Prof. Dr. Feryal Özel de bulunuyor.

Fizik

Ay'a ulaşmamızı sağlayan en önemli teknolojilerden biri roketlerdi. Peki, roketler nasıl çalışıyor? Deneyler köşesinin bu etkinliğinde bir araba tasarlayarak Newton'un hareket yasalarını ve roketlerin çalışma prensibini öğreniyoruz.

Fizik

Söz konusu elektronlar, protonlar gibi “noktasal” parçacıklar olduğunda aynı işaretli elektrik yüklerinin birbirini ittiği, zıt işaretli elektrik yüklerinin birbirini çektiği bilinir. Ancak çok sayıda elektrik yüklü noktasal parçacığın bir araya gelmesiyle oluşan “bileşke” parçacıklarda durum farklıdır. 

Fizik

Danimarkalı gökbilimci Ole Christensen Romer, ışık hızını belirlemek için çalışmalar yapan ilk bilim insanlarından biridir. Romer, yaptığı uzun süreli gözlemler sonucunda Jüpiter’in uydularından Io’nun iki tutulması arasında geçen zamanlarda farklılıklar tespit etti.

Fizik

Bu etkinliğimizde yenilenebilir enerji kaynaklarından güneş enerjisinin farklı enerji türlerine dönüştüğünü gözlemleyebileceğimiz bir düzenek tasarlayacağız.

Fizik

James Watt’ın buhar motorunu keşfetmesi Sanayi Devrimi’nin başlangıcı olarak kabul edilir. James Watt, buhar motorunu madenlerde ortaya çıkan suyun dışarı pompalanması için etkili bir yöntem ararken geliştirdi. İlk yazımızda Arşimet, 12. yüzyılda yaşayan el-Cezeri ve 16. yüzyılda yaşayan Takiyüddin’in suyun yukarı taşınması için geliştirdikleri düzenekleri anlatmıştık.

Fizik

Uluslararası bir araştırma grubu, araçların arka kısımlarına hava püskürten cihazlar yerleştirerek hava sürtünmesini azaltmayı başardı. Dr. Ruiying Li ve arkadaşları tarafından yapılan araştırmanın sonuçları Physical Review Fluids’te yayımlandı.

Fizik

Bu etkinliğimizde maliyeti uygun malzemelerden güneş enerjisi ile çalışan bir yel değirmeni düzeneği tasarlayarak enerji dönüşümünü gözlemleyeceğiz.

Fizik

Zürih Federal Teknoloji Enstitüsü ve Zürih Üniversitesinde çalışan bir grup araştırmacı, aşırı derecede düşük sıcaklıklara soğutulduğunda bile suyun donmasını engelleyen bir yöntem geliştirdi. 

Fizik

Nano ölçekteki malzemelerin özelliklerinin anlaşılması için gerçekleştirdiği uluslararası düzeyde üstün nitelikli çalışmalarıyla 2018 yılı TÜBİTAK Teşvik Ödülü’ne layık görülen Doç. Dr. Hasan Şahin ile bir söyleşi gerçekleştirdik.