İnsanlık olarak son yüzyılda beton, çelik ve plastikle harikalar yarattığımızı düşünüyoruz. Ancak doğa, milyarlarca yıllık Ar-Ge çalışmasıyla (evrim) bizden çok daha ileri bir mühendislik bilgisine sahip. Doğada öyle malzemeler var ki, mikroskobik düzeydeki yapıları ve gösterdikleri performansla modern bilimi kendine hayran bırakıyor.
Bugün laboratuvarlarda üretilen en gelişmiş alaşımlardan bile daha sağlam, daha esnek veya daha yapışkan olan, doğada bulunan en şaşırtıcı 5 biyomateryali inceliyoruz. İşte doğanın gizli süper kahramanları.
Yıllarca örümcek ipeğinin en güçlü biyolojik malzeme olduğunu sandık, ta ki bilim insanları kıyı kayalıklarına yapışan küçük deniz salyangozlarını (Limpet) inceleyene kadar. Bu canlıların yosun kazımak için kullandıkları dişler, şu an bilinen en dayanıklı biyomateryaldir.
Sırrı Nedir? Dişlerin yapısı, "Goethite" adı verilen sert bir mineralin nano-lifleri ile doğal bir protein matrisinin mükemmel birleşiminden oluşur.
Ne Kadar Güçlü? Çelikten katbekat daha güçlüdür ve Kevlar ile yarışır. Kopma direnci o kadar yüksektir ki, bu yapı taklit edilerek kırılmaz telefon ekranları ve yeni nesil kurşun geçirmez yelekler tasarlanmaktadır.
Listenin klasiği ama hala en şaşırtıcılarından biri. Özellikle "Darwin Kabuk Örümceği"nin ürettiği ipek, malzeme biliminin "kutsal kasesi" olarak kabul edilir.
Sırrı Nedir? Karmaşık protein zincirlerinden oluşur. Aynı ağırlıktaki yüksek kaliteli çelikten 5 kat daha sağlamdır.
Kullanım Alanları: Eğer bir örümcek ipeğini kurşun kalem kalınlığında üretebilseydik, bu halatla uçmakta olan bir Boeing 747'yi havada durdurabilirdik. Bilim insanları şu an bu malzemeyi yapay olarak üreterek ameliyat iplikleri ve yapay tendonlar geliştirmeye çalışıyor.
Bir tebeşiri yere atarsanız kırılır (kalsiyum karbonat). Ancak Deniz Kulağı kabuğu da %95 oranında kalsiyum karbonattan oluşmasına rağmen tebeşirden 3000 kat daha dayanıklıdır. Üzerinden kamyon geçse bile kolay kolay parçalanmaz.
Sırrı Nedir? "Tuğla ve harç" yapısı. Mikroskobik kalsiyum tabletleri (tuğla), yumuşak bir protein tabakasıyla (harç) birbirine yapıştırılmıştır. Bir darbe aldığında tabletler birbiri üzerinde kayar ama ayrılmaz.
İlham Verdiği Alanlar: Tank zırhları ve darbeye dayanıklı seramik kaplamalar için birincil ilham kaynağıdır.
Bir kertenkele türü olan Geko, en pürüzsüz cam yüzeyde bile baş aşağı koşabilir. Üstelik ayaklarında ne bir yapışkan sıvı ne de vantuz vardır.
Sırrı Nedir? Van der Waals kuvvetleri. Geko'nun parmak uçlarında "setae" denilen milyonlarca mikroskobik tüy bulunur. Bu tüyler yüzeyle o kadar yakın temas kurar ki, moleküler düzeydeki çekim kuvvetleri devreye girer.
Kullanım Alanları: Uzayda (vakumlu ortamda) çalışan robotlar için tırmanma ayakları ve ameliyatlarda dikiş gerektirmeyen, iz bırakmayan bantlar.
Köpekbalıkları okyanusun en hızlı avcılarıdır, ancak derileri sadece hız için değil, hijyen için de mükemmeldir. Dikkat ederseniz balinaların üzeri yosun tutar ama köpekbalıkları hep tertemizdir.
Sırrı Nedir? "Denticles" adı verilen, diş benzeri mikroskobik pullar. Bu pulların dizilimi suyun sürtünmesini azalttığı gibi bakterilerin yüzeye tutunmasını da fiziksel olarak engeller.
İlham Verdiği Alanlar: Hastanelerde mikrop barındırmayan kapı kolları, duvar kaplamaları ve olimpiyatlarda haksız avantaj sağladığı için yasaklanan profesyonel yüzücü mayoları.
Doğa, verimsiz olanı eler ve mükemmel olanı korur. Mühendisler ve tasarımcılar artık tekerleği yeniden icat etmek yerine, doğanın kütüphanesine bakıyor. "Biyomimikri" çağına hoş geldiniz; burada en iyi tasarımcı doğanın kendisidir.
