Skip to content Skip to navigation

Işıkla Hareket Edebilen Çapraz Bağlı Polimerler

Dr. Zeynep Bilgici
27/10/2013 - 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

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.

Fizik

Gözümüz karanlık veya aydınlık ortamlarda, nesnelerin çok uzakta ya da çok yakında olduğu durumlarda net görüntüler oluşturabiliyor. Etkileyici fotoğraflar çekebilmek içinse fotoğraf makinesinde doğru ayarların yapılması gerekiyor. Gelin, görüntü oluşturma özelliğine sahip olan insan gözü ile fotoğraf makinesini karşılaştıralım.

Fizik

İletken, yüksüz iki levhanın birbirine paralel biçimde boşlukta konumlandırıldığını düşünelim. Klasik elektromanyetik kuram levhalara net bir elektriksel kuvvet etki etmeyeceğini söyler. Ancak gerçekte durum çok daha farklıdır. 

Fizik

Günümüzde sıcaklığı ölçmek hayli kolay. Peki, geçmişte insanlar sıcaklığı nasıl tanımlamıştı ve sıcaklığı nasıl ölçmüşlerdi? Gelin, termometrenin tarihî yolculuğuna birlikte göz atalım.

Fizik

Deneyler köşesinin yeni etkinliğinde, nişasta ve su kullanarak hazırladığımız oobleck ile üzerine kuvvet uygulandığında akışkanlığı değişen yani bazen sıvı bazen de katı gibi davranan maddelerin özelliklerini inceliyoruz.

Fizik

Bir önceki yazımızda kuantum bilgisayarlardan bahsetmiştik. Bu yazımızda ise kuatum bilgisayarlarda bilginin kodlandığı ve işlendiği temel birimler olan kübitlere değineceğiz.

Fizik

Yüzeylerine gelen güneş ışığını elektrik enerjisine dönüştüren düzeneklere güneş gözesi adı verilir. Işık enerjisini elektrik enerjisine, elektrik enerjisini de hareket enerjisine dönüştüreceğimiz bir etkinlik ile güneş gözelerinin verimliliğini ölçmeye çalışacağız.