Bilim insanları biyolojik olarak parçalanabilen bir Velcro oluşturabilmek için yoğurt otu bitkisinden ilham aldı. Velcro, doğadaki bitkilerden, özellikle de pıtraklardan ilham alan cırt cırtlı bir bağlantı elemanı olarak bilinir.
Communications Materials dergisinin Kasım ayında yayınlanan bir makaleye göre İtalyan Teknoloji Enstitüsündeki bilim insanları biyolojik olarak parçalanabilen bir Velcro üzerinde çalışıyor. Makaleye göre tırmanan bitkilerden esinlenilerek biyolojik olarak parçalanabilen ilk Velcro’yu üretmeyi başardılar. Bu sayede mahsul bitkilerinin sağlığını izlemeye yardımcı olacak küçük cihazlar yaptılar. Bunu ihtiyaç duyulduğunda böcek ilacı ve ilaçları dağıtmak için kullandılar.
Velcro’nun Yaratıcısı George de Mestral
Velcro, açık hava tutkusunu icat sevgisi ile bir araya getiren George de De Mestral tarafından üretildi. Jura dağlarında İrlandalı işaretçisiyle (pointer) yürüyüş yaptığı sırada pıtraklar tarafından rahatsız edildi. Dulavrat otu tohumları olarak da bilinen pıtraklar dağ yürüyüşü esnasında hem kıyafetlerine hem de köpeğinin kürküne acımasız bir şekilde yapıştı.
İnatçı tohum kabuklarını çözmek oldukça zordu. De Mestral bunların nasıl oluştuğunu merak etti ve mikroskop altında inceleyebilmek için onları laboratuvara götürdü. Burada mikroskop yardımıyla dulavrat otu tohumlarını inceledi. Tohumdaki her bir çapağın dışının, kumaşın iplik halkalarına ya da köpeğinin kürküne takılan yüzlerce küçük kanca ile kaplı olduğunu fark etti. Bu durum De Mestral’in dulavrat otuna benzer bir suni bağlantı elemanı üretebilme fikrini verdi. Bu fikir, bugün spor ayakkabıdan giyime, sırt çantalarına, tansiyon manşetlerine, ceket ve saat kordonlarına kadar yaygın bir kullanım alanı sundu.
Yenilikçi Teknoloji ile Bitki Hastalıklarını İncelemek Amaçlanıyor
Makalenin ortak yazarı Isabella Fiorello ve meslektaşları, hastalıkları tespit etmek için bitkileri yerinde izlemek ve bitkilere çeşitli maddeler vermek için yenilikçi yeni teknolojiler geliştirmekle ilgileniyordu. Böylece, bu tür birkaç cihaz sayesinde, onlara zarar vermeden doğrudan bitki yapraklarına takılabilecek. Kimyasal yapıştırıcılarla veya klipslerle tutturulmuş sensörler, şu an ki en iyi seçenek Ayrıca, hastalık tespiti için yapraklara nüfuz edebilen, geliştirilmekte olan mikro iğne bazlı yamalar da bulunmakta.
Fiorello bulunduğu yerde yoğun, karışık hasırlar oluşturabilen yoğurt otu bitkisinden (Galium aperine) ilham aldı. Bu bitkiler bir buçuk metreye kadar büyüyebilirken, kendi ayakları üzerinde duramazlar ve bunun yerine destek için diğer bitkileri kullanmaları gerekiyor. Araştırmacılar, yapışkan bitkilerin, "yapraklara mekanik olarak kenetlenmek için mikroskobik kancalar kullanarak, konukçu bitkilerin üzerine tırmanmak için benzersiz bir parazitik cırt cırt benzeri sabitleme mekanizmasına" güvendi.
Yoğurt Bitkisinden Velcro
İtalyan ekip, yoğurt bitkisindeki mikro kanca yapısını yakından inceledi. Ardından izomalt olarak bilinen ışığa duyarlı ve biyolojik olarak parçalanabilen malzemeler kullanıldı. Böylece yapay versiyonlar oluşturmak için yüksek çözünürlüklü bir 3D yazıcıdan faydalanıldı. Yapay üremeleri, tıpkı doğal muadilleri gibi, birçok farklı bitki türüne bağlanma konusunda oldukça yetenekli olduğunu kanıtladı.
Araştırma ekibi, ilk uygulama olarak, minimum invazivlikle bir bitki kütikülüne nüfuz edebilen ve böylece bitkinin izlenmesini ve gerekirse tedavi edilmesini sağlayan bir cihaz tasarladı. İzomalt mikro kancaları, yaprakların damar sistemine yapışır ve daha sonra izomalt çözünür olduğu için içeride çözülür bir yapıda üretildi. Fiorello ve arkadaşlarının deneyleri, yapay mikro kancalarının, pestisitlerin, bakterisitlerin veya ilaçların yapraklara hedefli, kontrollü salınımı için bir sıva olarak kullanılabileceğini gösterdi.
Doğadan Alınan İlham Yenilikçi Çözümler Sunuyor
Ekip ayrıca ışığa duyarlı reçineden yapılmış kancaları bastı ve bitkinin sağlığının kablosuz olarak izlenmesini sağlamak için akıllı klipler oluşturmak için bunları ışık, sıcaklık ve nem sensörleriyle bir araya getirdi. Klipsler ayrı yapraklara takılır ve özelleştirilmiş bilgisayar yazılımı sayesinde verileri kablosuz olarak iletir.
Ede edilen prototip rüzgârlı koşullara dayanıklı olduğunu kanıtladı. 50 güne kadar gerçek zamanlı ölçümler yapabilmesi oldukça başarılı. Cihazlar küçük ölçekli botanik uygulamalar için de kullanılabilir veya büyütülebilir bir yapıda. Örneğin, araştırmacılara göre çiftçiler, geniş ekim alanlarını daha iyi haritalamak ve izlemek için bu tür birçok cihazı dağıtabilir.
Ayrıca ekip, mikro adımlar kullanarak yaprakların yüzeyi üzerinde hareket edebilen ve mandalina bitkisinin cırcır benzeri hareketini kopyalayabilen bir mikro robotik sistem geliştirdi. Yumuşak robotlarının yalnızca tanıtım amaçlı olmasına rağmen, "Bildiğimiz kadarıyla, bu, bir yaprak üzerinde cırcır benzeri dinamik ters çevrilebilir ankraj yapabilen, konseptten ilham alan ilk makinedir," dedi yazarlar. Bu tür cihazların, değişen hava koşullarında yoğun bitki örtüsü arasında manevra yapmak gibi doğal ortamlarda çalışabilmesini sağlamak için birçok engelin üstesinden gelmesi gerekecek.
Bu habere henüz yorum yazılmamış, haydi ilk yorumu siz bırakın!...