İnsanoğlu ilk varoluşundan bu yana kendisine bahşedilen “merak ve keşif duygusu” ile yeryüzünü gözlemleyerek tabiattan ve varlıklardan esinlenmeyi ve onu taklit ederek yaşamına uygulamayı öğrenmiştir. 19. yüzyılda doğanın taklidi sadece estetik açıdan yani sanat alanında uygulanıyordu. Dönemin ressam ve mimarları doğadaki güzelliklerden etkilenmiş, yaptıkları eserlerde bu yapıların dış görünüşlerini örnek almışlardı. Ama varlıklardaki tasarımların taklidinin insanlar için fayda sağlayacağı, ancak bu varlıkların moleküler ve mikro seviyede incelenmesiyle anlaşılmıştır. Çünkü varlıklardaki tasarımlar, detaya inildikçe daha da dikkat çekici bir boyut kazanmaktadır.
İşte tabiattaki canlı ve cansız varlıkları inceleyip, sonra da bunlardaki tasarımları taklit ederek veya bunlardan ilham alarak insanların problemlerine çözüm getirmeyi amaçlayan bu bilim dalına BİYOMİMİKRİ/BİYOMİMETİK denir.
Biyomimikri, zamanla doğada test edilmiş ve başarılı olmuş model ve stratejileri taklit ederek, sürdürülebilir ve yenilikçi çözümler üretmeyi hedefleyen bir yaklaşımdır. Günümüzde bu bilim, sanat, mimari dışında teknoloji, yapay zekâ, nanoteknoloji, robotik, endüstri, askeri araştırmalar ve ulaşım gibi alanlarda kullanılmaktadır.
Yeryüzündeki pek çok canlının dış yüzeyleri ya da derileri, dış etkenlere karşı canlıyı koruyacak şekilde çeşitli tabakalarla muhafaza altına alınmıştır. Örneğin birçok bitki yapraklarının dış yüzeyleri kutikula ya da mum denilen cilalı bir tabakayla kaplanmıştır. Bu sayede bitkiler hem ıslanmaya hem de aşırı su kaybına karşı korunurlar.
Lotus Yapraklarında Özel Yüzey Koruma Yapısı
Lotus bitkisinin çamurlu ortamlarda yetiştiği halde temiz ve berrak oluşu Bonn Üniversitesi’nden Dr. Wilhelm Barthlott’un dikkatini çekmiştir. Dr. Barthlott, yaprak yüzeyinde yapmış olduğu mikroskobik çalışmalarda yaprak yüzeylerinin papilla adı verilen çok küçük tepeciklerle kaplı olduğunu gördü. Bu papillalar ayrıca mumsu bir madde ile kaplıydı. Yaprak yüzeyindeki bu mikro yapılar, bugün “LOTUS ETKİSİ” dediğimiz kendi kendini temizleme sisteminin ta kendisiydi. Yani papil denilen bu yüzey yapıları sayesinde yaprak yüzeyinde su damlaları yuvarlanarak kayıp akar ve yüzeydeki tüm kirler de temizlenmiş olur. Şimdi gelin bu mekanizmayı bilimsel yolla açıklamaya çalışalım:
Su molekülüne verilmiş olan özellik gereği su, polar moleküllerle hidrojen bağları oluşturabilir ancak süper hidrofobik yüzeyler genellikle hidrojen bağı oluşturamazlar. Bu özellik nedeniyle, su molekülleri de yüzeylerle neredeyse etkileşime girmez ve boncuk gibi küresel damlacıklar haline gelirler. İşte Lotus etkisi denilen bu yapraklardaki süper hidrofobik ve su itici yapı sayesinde su damlaları da yüzeyde kolayca yuvarlanarak kayar ve yüzeydeki kir parçacıkları sürüklenip temizlenmiş olur.
Lotus Yaprağından İlhamla Üretilen Kendi Kendini Temizleyen Dış Cephe Boyası
Lotus bitkisinin bu özelliği araştırmacılara ilham kaynağı olmuş ve yağmur sularını kullanarak öncelikle üzerindeki kirleri temizleyen bina yüzeyleri geliştirilmiştir. Böylece parmak izi bırakmayan ve kirlenmeyen “Lotusan” adında, uzun yıllar kendisini temiz tutacağı garantisi verilen dış cephe malzemesi üretilmiştir. Ayrıca bitki yüzeylerinden alınan bu ilhamla; su geçirmez kumaşlar, kir tutmayan ayakkabılar gibi ıslanmayan ve leke tutmayan nanoteknolojik malzemeler ve giysiler üretilmiştir.
Hidrofobik kumaş
Sonuçta yeryüzünün en gelişmiş canlısı olarak kabul edilen insanın sözde kendinden daha ilkel olması gereken canlıları taklit etmeye çalışması, onlardan ilham alması oldukça ilginç. Bu noktada Leonardo da Vinci’nin şu anlamlı sözünü de hatırlamak lazım: “İnsan zekâsı, doğadaki tasarımlardan daha güzel, daha basit ya da daha direkt bir keşfe asla imza atamayacak. Çünkü doğadaki tasarımlarda ne bir şey eksiktir ne de bir şey fazladır.” Leonardo da Vinci’nin bu sözünden tabiattaki ilahi düzenin arkasındaki ilahi gücü gördüğünü anlıyoruz.
Yüce Kitabımız Kur’an-ı Kerim’de de tabiata ve canlı varlıklara bakarak düşünüp ibret almamız ve düşünmemiz konusunda teşviklerde bulunan; “(İnsanlar) devenin nasıl yaratıldığına, göğün nasıl yükseltildiğine, dağların nasıl dikildiğine, yeryüzünün nasıl yayıldığına bir bakmazlar mı?” (Gaşiye 17-20) gibi birçok ayet vardır. Benzer şekilde Nahl suresindeki “Sizin için yeryüzünde çeşitli renk ve biçimlerle yarattığı şeyleri de sizin hizmetinize verdi. Öğüt alan bir toplum için bunda ibretler vardır” ayeti ile biz insanoğlundan, yaratılan varlıklara bakıp, ibret ve öğütler almamız istenmektedir.
Sonuç olarak Allah, evrendeki varlıkları, hayatlarını devam ettirebilecek cihazlarla donatarak yaratmış ve ihtiyaç duyduğu her şeyi de hizmetine sunmuştur. Bizler de bu varlıklardaki bu ilginç tasarımları görüp ibret ve ilham almalı ve Yaratıcımıza hayranlığımızı ve teşekkürlerimizi iletmeliyiz.
Kaynaklar:
1. Ensikat H.J., Ditsche-Kuru1 P, Neinhuis C, Barthlott W. 2011. Superhydrophobicity in perfection: the outstanding properties of the lotus leaf. Beilstein J. Nanotechnol, 2: 152–161.
2. Jin M. Xing Q. Chen Z. 2020. A Review: Natural Superhydrophobic Surfaces and Applications. Journal of Biomaterials and Nanobiotechnology, 11: 110-149
3. Kim I. 2012. Epidermal Features of the Nelumbo nucifera Tissues and Lotus Effect. Korean J. Microscopy, 42(2): 95-103.