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

Ses günlük hayatımızın önemli bir parçası olmasına rağmen sesin ardındaki fiziksel süreçler dikkatimizi çekmemiş olabilir. Bu fiziksel süreçleri daha iyi anlayabilmek için sesi “görmeye” ne dersiniz?

Fizik

2014 yılında Türkiye’nin kendi teknolojisini kullanarak fotovoltaik (FV) temelli güneş enerjisi santral ekipmanlarını üretmesi ve ihraç etmesi amacıyla MİLGES (Millî Güneş Enerjisi Santrali Geliştirilmesi) projesi başlatılmıştı.

Fizik

Bu etkinliğimizde maliyeti uygun malzemeler ile iletken ve yalıtkan dedektör düzeneği tasarlıyoruz.

Fizik

Deneyler köşesinin yeni etkinliğinde Faraday kafesinin çalışma prensibini ve günlük hayatımızda nerelerde kullanıldığını öğreniyoruz.

Fizik

Bu etkinliğimizde maliyeti uygun malzemeler kullanarak sabit makaralar, kaldıraç ve tekerleklerden oluşan ve bir bileşik makine olan “lastik tekerlekli vinç” düzeneği tasarlayacağız.

Fizik

Deneyler köşesinin bu etkinliğinde basit bir kondansatör tasarlayıp birçok elektrik devresinde kullanılan bu elektronik devre elemanının çalışma prensibini öğreniyoruz.

Fizik

Yenilenebilir enerji kaynaklarının başında güneş enerjisi geliyor. Ancak güneş ışığından aldığı enerjiyi elektriğe dönüştüren geleneksel fotovoltaik gözeler sadece gündüzleri çalışıyor. Gündüzleri elde edilen enerjiyi geceleri kullanabilmek içinse başka enerji biçimlerine dönüştürüp depolamak gerekiyor.

Fizik

Fren pedalına hafif bir dokunmayla, yüklü bir kamyonun nasıl durduğunu öğrenmek ister misiniz? Sürücü tarafından fren pedalına uygulanan kuvvet, fren hidroliği tarafından balatalara iletilir. Balatalar da tekerleklerle bağlantılı fren disklerini sıkıştırarak aracın yavaşlamasını ve durmasını sağlar.

Fizik

Yarasalar ilgi çekici bir özelliğe sahip: Ses dalgalarını kullanarak tamamen karanlık bir ortamda çevrelerindeki nesnelerin yerini belirleyebiliyorlar. Görme engelli bazı insanların da bu özelliğe sahip olduğu biliniyor.

Fizik

Tasarla ve Yap köşesinin bu etkinliğinde maliyeti uygun malzemeler kullanarak elektrik enerjisi elde edip enerjiyi ışık, hareket ve ses enerjisine dönüştüren bir düzenek tasarlayacağız.