Kozalaktan ilham alan biomalzemeler

Birçok bitki ve ağaç, sıcaklık ya da havadaki nem oranı gibi değişkenlere bağlı olarak yapısını değiştirebilirken, bu tür özelliklere mühendislik malzemelerinde çok sık rastlamıyoruz. Bu durum malzeme bilimi araştırmacılarının da dikkatini çekmiş olacak ki, son zamanlarda doğal yapıların özelliklerini taklit edebilen birçok yeni malzemenin geliştirildiğini görüyoruz.

Çam kozalağı (Resim: Wikipedia CC BY-SA 3.0)
Çam kozalağı (Resim: Wikipedia CC BY-SA 3.0)

Örnek olarak çam kozalağı, ıslandığı zaman pullarını kapatıp, kuruduktan sonra tekrar açabiliyor. Bu becerinin ardında, kozalak pullarının iki kattan oluşan katmanlı bir yapıya sahip olması ve bu katmanların su emdiklerinde farklı oranda şişebilmeleri yatıyor. Kozalağın pulları ıslandığı zaman, alt katman daha fazla şişerek pulu yukarı doğru itiyor, yani kozalağın kapanmasını sağlıyor. Kozalak kuruduğunda ise, pullar tekrar eski konumlarına dönerek kozalağın açılmasını sağlıyorlar.

İsviçre Federal Teknoloji Enstitüsü’ndeki (ETHZ) malzeme bilimciler, kozalakların sahip olduğu bu özellikten yola çıkarak neme duyarlı yeni malzemeler geliştirmeye başladılar. Çok ince tane yapısına sahip alüminyum oksit folyolarını, su emebilen jelatin ile kaplayıp ince şeritler halinde kestikten sonra, tıpkı kozalaklar gibi, nemli ortamda kıvrılıp kuruyunca tekrar eski haline gelebilen yapılar üretebiliyorlar.

Üretilen bu yapıların birçok uygulama alanı olabilir. Örneğin yakın bir gelecekte yağmurlu havalarda kapanan ve sıcak günlerde aralanarak havalandırma imkanı sunan duvarları ev iş yerlerinde görmeye başlayabiliriz. ETHZ’deki araştırmacıların kafasında ise bambaşka bir kullanım alanı var: bu yeni teknolojiden yola çıkarak, sadece vücudun belli bir konumuna ulaştıktan sonra şekil değiştirip fonksiyon kazanan implantlar üzerine odaklanmayı düşünüyorlar. Bu yapıları vücut içinde çözünebilir hale getirmek de, gerçekleştirmek istedikleri hedeflerden bir diğeri.

Bu çalışmanın ayrıntılarına bu bağlantı üzerinden ulaşabilirsiniz.