|
|
|
|
| |
Örümceklerin İpeği Çelikten Daha Sağlam
Doğada pek çok böcek ipek üretir ama örümceğin ürettiği ipek diğerleri ile kıyaslandığında büyük farklılıklar sergiler.
Bilim adamlarına göre örümcek ağı yeryüzündeki en sağlam malzemelerden biridir. Bununla birlikte örümcek ağının özelliklerinin hepsi sayılacak olursa çok uzun bir liste elde edilebilir.
Fakat bu listedeki birkaç madde bile bilim adamlarının bu konuda ne kadar haklı olduklarını ortaya koymaktadır. Örümcek ipeğinin özelliklerinden birkaçını şöyle sıralayabiliriz:19
- Örümceklerin ürettiği ve çapı bir milimetrenin binde birinden daha küçük olan ipek ipliği, aynı kalınlıktaki çelik telden beş kat daha sağlamdır.
-
- Kendi uzunluğunun dört katı kadar esneyebilir.
- İpek aynı zamanda son derece hafiftir. Bu hafifliği şöyle bir örnekle de tarif edebiliriz: Dünyanın çevresi boyunca uzatılacak bir ipek ipliğinin ağırlığı sadece 320 gram gelir.
Bu özellikler tek tek bazı malzemelerde bulunabilir. Ancak hepsinin birarada bulunması son derece özel bir durumdur. Çünkü hem sağlam hem esnek bir malzeme bulabilmek oldukça zordur.
Örneğin çelik halat en sağlam malzemelerden biridir. Fakat kauçuk halatlar gibi esnek olmadıklarından zamanla deforme olurlar. Kauçuk halatlar da kolay kolay deforme olmamalarına rağmen yeterince dayanıklı olmadıkları için ağır yükleri kaldıramazlar.
Şöyle bir düşünelim. Küçücük bir canlının ürettiği ip, nasıl oluyor da insanoğlunun yüzyıllarca edindiği bilgi birikimiyle yaptığı kauçuk halatlardan daha üstün özellikler taşıyabiliyor?
Örümcek ipliğini bu kadar üstün yapan şey, ipeğin kimyasal yapısında ve üretim merkezinde gizlidir.
Örümcek ipliklerinin hammaddesi, örgülü helezonik amino asit zincirlerinden oluşan "keratin" adlı proteindir. Keratin; saç, tırnak, tüy, deri gibi birbirinden çok farklı maddelerin yapı taşıdır ve oluşturduğu tüm maddelerde koruyucu özelliği ile ön plana çıkar.
Ayrıca keratinin esnek hidrojen bağlarla bağlanmış amino asitlerden oluşması, bu maddelere çok esnek olma özelliğini kazandırır.
Bu esneklik Amerika'nın ünlü bilim dergilerinden Science News'de şöyle bir benzetme ile tarif edilmiştir:
İnsan ölçülerine göre, balık ağı boyutlarındaki bir örümcek ağı, bir yolcu uçağını yakalayabilir.20
Örümceğin ipek üretim bölgesinden ayrıntılı bir görünüm.
Örümceklerin kuyruklarında altı bölümden oluşan ve ipek kesesi denilen bir bölge vardır. Keselerin her birinde farklı salgılar üretilir.
Bu keselerin salgıları değişik kombinasyonlarda birleşerek farklı türdeki ipek ipliklerini meydana getirirler. Keseler arasında ise büyük bir uyum vardır. İpek üretimi sırasında örümceğin vücudunda bulunan ve son derece gelişmiş özelliklere sahip olan pompalar, vanalar ve basınç sistemleri kullanılır. Üretilen ham ipek, musluk gibi çalışan bölümlerden lif şeklinde dışarı akıtılır.21
Örümcek bu muslukların püskürtme basıncını da dilediği şekilde değiştirebilir. Bu, son derece önemli bir özelliktir. Çünkü bu işlem sayesinde sıvı keratini oluşturan moleküllerin yapısı da değişmiş olur. Valfler üzerindeki kontrol mekanizması sayesinde iplik üretilirken ipliğin çapı, direnci ve elastikiyeti de değiştirilebilir.
Böylece ipeğin kimyasal yapısı değiştirilmeden ipliğe istenilen fiziksel özellikler kazandırılır. Eğer iplik üzerinde daha köklü bir değişim isteniyorsa bir başka bezin kullanımına geçilmesi gerekmektedir. Salgılanan farklı özelliklere sahip iplikçikler arka ayakların mükemmel kullanımı sayesinde istenilen doğrultuya yönlendirilir.
Örümcekteki bu kimyasal mucizeyi tam olarak taklit etmek mümkün olduğunda, gerektiği kadar esneyebilen emniyet kemerleri, son derece sağlam dikişler, iz bırakmayan ameliyat iplikleri, çok hafif kablolar, kurşun geçirmez kumaşlar gibi çok sayıda faydalı malzemenin üretimi yapılabilecektir.
Üstelik bu malzemelerin üretiminde zararlı ve zehirli madde de kullanılmamış olacaktır.
Örümcekler avlarını yakalamak için son derece nitelikli ağlar kurarlar. Ağ, havada uçan bir sineğin hareket enerjisini emerek durdurabilecek mükemmel bir tasarıma sahiptir. Uçak gemilerinde güverteye inen uçakları yakalamak için kullanılan gergin teller de örümceğin kullandığı sistemle benzeşir. Bu teller, 250 km/s hızla inen, tonlarca ağırlıkta bir uçağın kinetik enerjisini, tıpkı ağın yaptığı gibi güvenli bir şekilde emerek durdurur.
Örümceklerin ürettikleri ipekler olağanüstü özelliklere sahip yapı malzemeleridir. Gerilme esneklikleri çok fazla olduğundan örümcek ipeğini koparmak için gereken enerji benzer diğer biyolojik materyalleri koparmak için gereken enerjiden on kat daha fazladır.22
Örümceğin ürettiği ipi parçalamak, aynı kalınlıktaki naylon bir ipi parçalamaktan çok daha fazla güç sarf etmeyi gerektirir. Örümceğin böylesine sağlam bir iplik üretebilmesinin başlıca sebeplerinden biri, temel protein bileşenlerinin kristalleşmesini ve katlanmasını kontrol ederek düzenli bir yapıda yardımcı bileşikler eklemeyi başarmasıdır.
Örgü maddesi sıvı kristal olduğundan, örümcekler bu esnada minimum kuvvet harcarlar.
Örümceklerin yaptıkları ipek, bilinen doğal ya da sentetik liflerden çok daha güçlüdür. Ayrıca örümceğin ürettiği ipeği, ipek böceklerindeki gibi direkt olarak alıp kullanmak mümkün değildir. Bu nedenle kullanım için mevcut alternatif "yapay üretim"dir.
Araştırmacılar da, öncelikle örümceğin ipeğini sonra da bu ipeğin nasıl üretildiğini çok kapsamlı olarak araştırmaktadırlar. Araneus diadematus adı verilen bahçe örümceği üzerinde çalışan Dr. Fritz Vollrath, bu yöntemin önemli bir bölümünü keşfetmeyi başarmıştır. Vollrath araştırmalarının sonuçlarını şöyle anlatır:
Doğayı ve tüm canlıları yaratan Allah'ın ilminin ne kadar büyük olduğunu anlamak için sadece şu örnek bile yeterlidir: Örümcekler çelikten 5 kat daha sağlam ipek ipliği üretirler. Bizim en yüksek teknoloji ürünümüz olan Kevlar ise, yüksek sıcaklıklarda, petrol türevi malzeme ve sülfürik asit kullanılarak yapılır. Bu üretim sırasında enerji girdisi aşırı derecede yüksektir ve oluşan yan ürünler de çok zehirlidir. Üstelik sağlamlık açısından Kevlar, örümcek ipliğine göre zayıftır.24
populerbilgi.com
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
