Ağustos Böcekleri Kendi Kendini Temizleyen Yüzeylerin Sırrını Taşıyor Olabilir – Yeni Araştırma
Doğa bilim insanları için her zaman ilham kaynağıdır. Kunduzdan esinlenen süper sıcak dalgıç giysileri gibi bazı fikirler hala araştırma aşamasındadır. Ancak Velcro (dulavratotu kökü derisine dayanır) ya da Japon hızlı treni (yalıçapkınının uzun gagasından esinlenilmiştir) gibi diğerleri zaten insan yaşamının bir parçasıdır.
Ağustos böceğinin çağrısı, ekibimin kendi kendini temizleme konusundaki son araştırmasına ilham verdi.
Araba camlarını parlak tutmak, kir ve toza karşı hiç bitmeyen bir savaş gibi gelebilir. Ancak ağustos böcekleri gibi böcekler, kanatlarını hiçbir çaba sarf etmeden parlak tutan büyüleyici bir numaraya sahiptir. Ve bu bizi sürekli temizlik zahmetinden kurtarmanın anahtarı olabilir.
Ekibim bu kendi kendini temizleme mekanizmasını inceledi.
Ağustos böceğinin kanatlarının eşsiz dokusu sayesinde, sabah çiği tüylerin üzerinde yoğunlaşıyor ve yavaş yavaş küçük damlacıklara dönüşüyor. Bu damlacıklar birbirlerine çarptıkça veya böceğin kanatlarından aşağı yuvarlandıkça, toz parçacıkları ve mikroorganizmalar yıkanarak uzaklaşır.
Kendi kendini temizleyen gövdelere sahip tek böcek ağustos böcekleri değildir. Birçok kelebeğin kendi kendini temizleyen kanatları vardır. Geko gibi diğer canlılar ve nilüfer ve pirinç gibi bitki yapraklarının parçaları da tıpkı ağustos böcekleri gibi tozsuz kalmak için su damlacıklarının hareketini kullanır. Su damlacıklarının bu hareketi bakterilerin uzaklaştırılmasına da yardımcı olarak enfeksiyon riskini azaltır.
Çoğu yüzeye bir sıvı dökülürse (ters çevrilmiş bir kahve fincanını düşünün), sıvı basitçe alana yayılır ve orada kalır.
Ancak bir ağustos böceğinin kanatlarında su damlacıkları, mühendislerin ‘süperhidrofobiklik’ ya da ‘aşırı su iticilik’ adını verdikleri bir özellik nedeniyle farklı davranır. Bir ağustos böceğinin kanat yüzeyi, binlerce küçük balmumu kaplı koniden oluşan karmaşık bir dizidir. Kanatların üzerindeki su damlacıkları boncuk şeklindedir çünkü kanat yüzeyiyle teması en aza indirmek isterler. Bunun nedeni balmumunun suyu itmesi ve küresel koni uçlu damlacıkların kanat zarına nüfuz etmesini engellemesidir.
Bu sadece çivilerin üzerine yerleştirilmiş tamamen şişirilmiş bir balon gibi görünecektir. Basınç tüm çivilere dağıtıldığı için patlamayacaktır. Su damlacıkları söz konusu olduğunda, balmumu kaplı koniler ağustos böceğinin kanatları üzerindeki su damlacıklarının hareketini kolaylaştırır.
Su damlacıklarının sıçraması ve yuvarlanması
Önceki çalışmalar, büyük su damlacıklarının yerçekimi nedeniyle ağustos böceklerinin kanatlarından aşağı yuvarlandığını ve bu süreçte birçok kirletici maddeyi topladığını göstermiştir.
Ancak şimdiye kadar, yerçekimi tarafından çekilemeyecek kadar küçük olan su damlacıklarının kirleticileri nasıl topladığı bilinmiyordu. Küçük su damlacıklarının zaman içinde komşu damlacıklarla birleştiğini tespit ettik.
Birleşen damlacıklar yuvarlanmıyor ancak yüzeyden sıçrıyor. Sıçrama sırasında damlacık, yerden uçmaya çalışan bir sıcak hava balonu şeklini alır. Araştırmalarımız, bu sıcak hava balonu şeklinin damlacıkların kiri yüzeyden kaldırması için çok önemli olduğunu göstermiştir.
Zıplayan su damlacıkları
Su damlacığı sıcak hava balonu şeklinde olduğunda kiri çeken şeyin damlacığın yüzey gerilimi olduğunu bulduk. Yüzey gerilimi, hava ile temas halindeki su damlacıklarının küresel şeklini koruma eğilimini ifade eder. Bir damlacık sıcak hava balonu şeklini alırsa ve altında kir varsa, küresel şekline geri dönmeye çalışacaktır. Bu süreçte damlacık istemeden de olsa kiri yüzeyden uzağa iter.
Örneğin, bir ağustos böceğinin kanatlarındaki su damlacıkları küçük kum parçacıklarını uzaklaştırabilir ancak kurum parçacıklarını uzaklaştıramaz.
Ayrıca, su damlacıkları yüzeyden sekse de yuvarlansa da kirleticileri yüzeyden uzaklaştırma mekanizmasının aynı kaldığı tespit edilmiştir. Daha büyük su damlacıkları kirlenme üzerinde yuvarlandığında, yüzey deforme olur. Damlacıklar doğal küresel şekillerini korumaya çalışır ve birleşik damlacıklarda olduğu gibi kiri yüzeyden uzaklaştırır.
Doğal mühendislik
Gelecekte mühendisler ağustos böceği kanatları hakkında öğrendiklerini ürün tasarımına dahil edebilir ya da pencere camı ve diğer yüzeyleri su spreyi ile silmelerine gerek kalmayabilir.
Gökdelen pencerelerinin, güneş panellerinin ve güvenlik kamerası lenslerinin kendi kendini temizlediğini hayal edin. Süperhidrofobik kaplamalar, kışın araba ön camları gibi çeşitli yüzeylerde don oluşumunu önlemeye de yardımcı olabilir. Bu, bitki yaprak yapılarından esinlenen verimli güneş panelleri ve dünyanın dört bir yanındaki şehirlerde daha etkili havalandırma sağlayan termit höyüğünden esinlenen binalarla birlikte mevcut altyapıda gelecekte yapılacak iyileştirmeler listesine eklenecektir.
Doğa her yerdedir, en kentsel yerlerde bile.
Derleyen: Deniz KAFKAS
Kaynak: Ağustos Böcekleri Kendi Kendini Temizleyen Yüzeylerin Sırrını Taşıyor Olabilir – Yeni Araştırma
Ağustos Böceklerinin Gizemli Yaşam Döngüsü: Bilim İnsanları Hala Şaşkın