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

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.

Fizik

Su, elektrik enerjisi kullanılmadan bulunduğu yerden daha yükseğe nasıl taşınabilir? Arşimet bu sorunu milattan önce üçüncü yüzyılda icat ettiği Arşimet vidası ile çözmüştü. Deneyler köşesinin bu etkinliğinde, Arşimet vidası tasarlayarak suyu yukarı taşımak amacıyla kullanılabilecek bir pompa yapıyoruz.

Fizik

Bilim Genç olarak ODTÜ Saçılmalı Demet Hattı ve İVME-R’de yürütülen çalışmalarla ilgili ODTÜ Fizik Bölümü Öğretim Üyesi ve İVME-R Müdürü Prof. Dr. Bilge Demirköz ile bir söyleşi gerçekleştirdik.

Fizik

Bundan yüzyıllar önce Dünya’nın kendi etrafında dönüp dönmediği, ayrıca Dünya’nın mı Güneş’in etrafında yoksa Güneş’in mi Dünya’nın etrafında dolandığı bilim insanları arasındaki en hararetli tartışma konularından biriydi. 

Fizik

Rice Üniversitesinde Prof. Dr. James M. Tour önderliğinde çalışmalar yapan bir grup araştırmacı, karbon içeren atıklardan grafen üretmeye imkân veren bir yöntem geliştirdi. Araştırma ile ilgili makale Nature’da yayımlandı.

Fizik

Gençleri bilim insanlarıyla bir masa etrafında buluşturan TÜBİTAK Bilim Genç Kafe 11 Şubat Uluslararası Bilimde Kadınlar ve Kız Çocukları Günü’nde Ankara, İstanbul ve Samsun’da düzenleniyor. Etkinliğin Ankara’daki konuğu 2019 yılı TÜBİTAK Teşvik Ödülü’nü kazanan Dr. Öğr. Üyesi Emine Ülkü Sarıtaş.