Çikolatanın da kristallerden oluştuğunu ve o güzel tadı tek bir kristal yapı sayesinde verebildiğini biliyor muydunuz? Evet, çikolatanın içindeki kakao yağının yapısı, birbirini tekrar eden küçük birim hücrelerden meydana geliyor. Kakao yağını oluşturan bu kristaller, çikolatanın yapıldığı karışıma, sıcaklığa ve süreye bağlı olarak altı farklı şekilde bulunabiliyor. Fakat, severek yediğimiz çikolatanın o nefis tadını bu altı farklı yapıdan sadece bir tanesi verebiliyor. Çünkü, kakao yağı sadece o yapıya sahip kristallerden oluştuğunda çikolata içinde homojen bir şekilde dağılabiliyor ve ağızda enzimler içinde kolayca çözünerek o tadı verebiliyor.

Çikolata üreticileri, kakao yağının bu kristal yapısını üretim sırasında uygulanan belli bir ısıl işlem süreciyle elde edebiliyolar. Eğer ısıl işlemin süresi uzun tutulursa, ya da işlem olması gereken sıcaklık değerinden daha yüksek bir sıcaklıkta yapılırsa, kakao yağı çikolata üzerinde beyaz bir film halinde donup kalıyor ve ağızda erimesi de zorlaşıyor. Çünkü, bu farklı parametreler nedeniyle ağızda çözünmesi kolay olmayan farklı bir yapı ortaya çıkıyor.

Resim: NASA (Kamu malına aktarılmış resim)

Resim: NASA (Kamu malına aktarılmış resim)

Kristalografi sadece çikolatayı neden sevdiğimizi açıklamakla kalmıyor, uzay araştırmaları gibi alanlarda da bize ışık tutuyor. Bunun en güzel örneği, geçtiğimiz yıllarda Mars üzerinde önemli bulgulara imza atan Curiosity kâşif robotu. 2012’de Mars’ın yüzeyine indirilen bu uzay aracı, gezegende daha önce hayat olup olmadığını ve gezegenin yüzeyinde su gibi yaşam için önemli moleküllerin bulunup bulunmadığını araştırıyor. Bunu da kristalografiden faydalanarak yapıyor! Uzay aracının en önemli ekipmanlarından biri olan Kimya ve Mineral Aygıtı (kısaca CheMin), bir dizüstü bilgisayar büyüklüğüne sahip, küçük bir X-ışını kırınımölçer cihazı. Curiosity, sahip olduğu dört spektrometreden biri olan bu aygıt ile Mars yüzeyinden topladığı toz örneklerine X-ışını göndererek içinde hangi minerallerin olduğunu tespit edebiliyor.

Uzayda büyütülen insülin kristalleri

Uzayda büyütülen insülin kristalleri

Kristalografi, uzayda büyütülen ve geliştirilen bazı yeni kristallerin incelenmesi gibi konularda da kullanılıyor. Örneğin yerçekimsiz ortamda büyütülen yüksek kalitedeki protein kristalleri, bilim insanlarının bu kristallerinin karmaşık yapısını araştırabilmeleri için fırsatlar sunuyor. Uzay araçlarında yapılan deneylerde büyütülen çok ince yapıdaki insülin kristalleri de, bu hormonun yapısına dair önemli araştırmaların yapılabilmesine olanak sağlıyor. Sadece bu örneklerdeki gibi biyolojik yapıların değil, örneğin metal kristallerinin de yerçekimsiz ortamda farklı şekilde büyüyebildiği biliniyor. Uzayda, yani yerçekimsiz ortamda, farklı kristal yapıların ne şekilde büyüdüğü ve bu süreçlerin kontrol edilebilirliği üzerine bugün de çeşitli araştırmalar sürüyor.

Bütün bu örneklerden görülebileceği üzere kristalografi sadece bazı malzemelerin atom düzeyindeki yapısını laboratuvar ortamında incelemek ve akademik çalışmalar yapmak için kullanılan bir branş değil. Konu ister uzay araştırmaları gibi günlük hayatımızın çok dışında bir alan olsun, ya da çikolata gibi günlük hayatımızın merkezindeki bir konu, kristalografinin sağladığı veriler sayesinde birçok konu hakkındaki bilgi dağarcığımızı genişletmemiz mümkün olabiliyor.


Editörün notu: Bu yazı, konuk yazar Seda Oturak tarafından kaleme alınmıştır.