Haberler
UNAM bilimadamları yeni bir yapay burun konsepti geliştirdi
Koku alma hissi tüm duyularımız içerisinde belki de en zor taklit edilecek olanıdır. Memelilerdeki koku sisteminin tam olarak anlaşılabilmesi, burun boşluğunun üst kısmındaki zara yerleşmiş 400 farklı proteinin üç boyutlu yapısı ile on binlerce uçucu kimyasalın etkileşiminin modellenmesini gerektirmektedir. Neyse ki, böylesine karmaşık bir sistemin anlaşılması için başka istatistiki yaklaşımlar bulunmaktadır ve bugün, biyolojik burun başarısını en azından bir yönüyle yakalayan, birden fazla elektronik burun teknolojisi bulunmaktadır. 10 Mart 2011 tarihinde yayımlanan bir makale ile bu teknolojilere bir yenisi daha eklendi:Dijital burun. Bilkent Üniversitesi, Ulusal Nanoteknoloji Araştırma Merkezi'nde (UNAM) yeni teknolojiyi geliştiren araştırma ekibini yöneten Dr. Mehmet Bayındır, 'nanoyapılı fiberler kullanılarak üretilen elektronik burun benzerlerinden çok farklı ve üstün özelliklere sahip' diyerek çalışmanın önemini vurguluyor.
Fiber (türkçesi lif, çoğul elyaf) çok ince ve çok uzun tek boyutlu malzemelere verilen en genel isimdir. Fiberler kamuoyunda daha çok bilişim sektöründe kullanılan optik fiberler ile, tekstil endüstrisinde kullanılan elyaflar olarak bilinmektedir. Nanoteknoloji devrimi ile birlikte milimetreden daha kalın olmayan fiberlerin içerisine nanoyapılar eklenerek yeni işlevler kazandırmak mümkün olmuştur.
Elektronik burun olarak kullanılan fiberlerin iç çeperlerinde on kat 50-400 nanometre, bir saç telinin binde biri, kalınlığında optik aynalar bulunmaktadır. Bu aynalar özel yapısından dolayı ışığın %99.9 unu kayıpsız olarak geri yansıtabilmektedir. Bu özel fiberler tamamen UNAM bünyesindeki mühendis ve bilim adamları tarafından kurulup, çalıştırılan fiber çekme kulesinde üretilmektedir.Dr. Bayındır fiber çekme tekniği ile büyük bir malzemeden yüzlerce metre nanoyapılı malzemeler üretmenin nanoteknoloji de kendi geliştirdikleri özel bir teknik olduğunu ekliyor. 'Bu şekilde dünyanın en uzun nanoyapılarını üretebiliyoruz' diye ekliyor.
Advanced Materials dergisinde yayınlanan çalışmanın araştırmacılarından doktora öğrencisi Adem Yıldırım, "Herşey süpriz bir gözlemle başladı " diyor. "Kanser tedavisinde kullanılacak lazer neşter projesi için fiber üretirken, bu fiberlerin aynı zamanda uçucu kimyasalların algılanmasında kullanabileceğimizi de farkettik." Fiberlerdeki nanoyapıların ölçeklenebilir olması sayesinde sadece özel bir kimyasalın değil, tüm kimyasalların algılanmasında kullanılabilmesini sağlıyor. Kimyasallar da, insanlar gibi parmak izine sahip olduğunu söylen Yıldırım, optik ve kimyayı fiberlerin içerisinde birleştirerek, 12 farklı kimyasalın parmak izlerini (ve dolayısıyla kokusunu) sayısallaştırarak ayırt edebildiklerini söylüyor: 'Bu şekilde herhangi bir kimyasalı ikilik sistemde bir sayı ile temsil edilebiliyoruz. Örneğin metanol 111011, etanol 111001 gibi..' Çalışmayı değerlendiren bağımsız uluslararası jürisistemin 'ticarileştirmeye uygun ve hazır' olduğu şeklinde bir değerlendirme yapmış olması fiber burunun potansiyeline dikkat çekiyor.
Fiberli koku alma sistemi (fiber burun), burun deliklerine benzeyen içi boş altı fiberden oluşmaktadır. Fiber kulesinde üretilen fiberler 15 cm uzunluğunda kesilerek altılı dizi yapılıyor ve kızılötesi ışık yayan sıcak bir cisimden yayılan ışınlar fiberlerin içerisinden geçirilerek kimyasalların parmak izleri okunuyor. Fiberler bu şekilde herhangi bir kimyasalın parmak izini ikilik sisteme çevirebiliyor. Araştırmacılara göre "bu şekilde çok sayıda farklı kimyasallardan oluşmuş karmaşık bir kokunun sayısallaştırılması da mümkün olacaktır. Fiber burunun sistemin potansiyel ayırım gücünü modellemek için yaptığımız bilgisayar simülasyonı çalışmalarından fiber sayısı 25'e çıkarılarak yüzlerce kimyasalın sayısallaştırılması mümkün olmaktadır". Fiber burunun elektronik burun araştırmasında 'ayırım gücü ve hassasiyeti' ile özel bir yer edinmesi beklenmektedir. Araştırmacılar burun sisteminin nihai başarım parametrelerini tespit etmek için şimdiden çalışmaya başlamışlar.
Elektronik burun teknolojileri bugün daha çok parfümeri, gıda kalitesi kontrolü, zehirli yada zararlı gaz salınımlarının izlenmesi için kullanılmaktadır. Algı hassasiyetin artırılması ile (trilyonda bir), diyabet, kanser hatta şizofreni gibi hastalıkların teşhisi için de kullanılması mümkün olabilecektir. Birgün taşınabilir ve yeterince ucuz elektronik burunlar üretildiğinde ise pek çok farklı kullanım alanı ortaya çıkacaktır. Mesela telefonunuzda sürekli artan sensörlere bir de kimyasal analiz yapabilenaygıt eklendiğini düşünün, böylecevideo kayıtlarına görüntü, ses, GPS bilgisi gibi koku bilgisi eklemek mümkün olabilecektir. Bu eğlenceli olabilir ancak daha önemli şeyler de yapılabilir. Mesela böyle bir sensör ile akıllı telefonlar kullanıcısının sağlık durumunu sürekli doktoruyla paylaşabilir, böylece kullandığı ilaçların olumlu yada olumsuz etkilerini takip edebilir. Hatta bu sistemlerin yaygınlaşması ile bütün bir ulusun sağlık seviyesi sürekli izlenebilir.
Dijital yapay burun alanında yapılan bu buluş üzerine uluslararası patent çalışmalarının devam ettiğini belirten Dr. Bayındır, buluşun Devlet Planma Teşkilatı, Tübitak, Sağlık Bakanlığı ve Türkiye Bilimler Akademisinin destekleriyle ortaya çıktığını belirtmektedir. Dr. Bayındır, dijital burun konseptinin projelendirilip ticarileştirilmeye hazır hale getirelebilmesi için Sağlık Bakanlığı ile görüşmelerin devam ettiğini söylüyor.
