Bir Oyuncak Bilime İlham Verebilir mi? Kağıttan Santrifüjler. Üretim maliyeti 1 TL’nin altında olan Paperfuge sadece ip, kağıt ve plastikten üretiliyor ve sağlık sektöründe çok fazla kullanılan ve binlerce TL fiyatına satılan santrifüj cihazının yaptığı işi yapabiliyor. Prakash, bu alanda çalışmalarının en büyük amacının dünyanın pek çok bölgesinde elektrik, yol ve gerekli sağlık altyapısının olmadığı yerlerde yaşayan insanların, gerekli sağlık hizmetleri almasına bir katkı sağlamak olduğunu belirtiyor.
İyi bilim yapmak için modern laboratuvarlar, çok ileri teknolojik araçlar ve çok iyi bir bütçe her zaman gerekmez. Çoğunlukla ihtiyacımız olan şey, çok iyi gözlem yeteneği, yaratıcılık ve bilinen kalıpların dışına çıkabilmek için gerekli cesarettir. Stanford Üniversitesi’nde biyomühendislik alanında çalışan Manu Prakash ve ekibi, aslında karmaşık problemlere nasıl basit çözümler getirilebileceğini yeni buluşları “Paperfuge” ile bir kez daha gösterdi.
Santrifüj ve Paperfuge’ün genel prensibi dakikada binlerce kez dönme sağlayarak, biyolojik örneklerin ayrışmasını sağlamak. Pek çok hastalığın teşhisinde (Sıtma, HIV gibi) biyolojik örnekler öncelikle bu işlemden geçerler. Paperfuge’ün elektrik gerektirmemesi, karmaşık ve uzmanlık gerektiren bir makine olmaması ve ucuz olması gibi pek çok sebep, bu buluşun özellikle gelişmemiş pek çok ülkede sağlıkta devrim yaratmasını sağlayabilir.
Prakash ve ekibi bu çalışmada neredeyse 2000 yıllık bir geçmişi olan “ipli fırfır” oyuncağından ilham aldıklarını belirttiler. Sadece plastik, ip ve kağıttan yapılan Paperfuge ile biyolojik örnekleri dakikada 125000’den fazla döndürmek mümkün. Bu da demek oluyor ki 90 saniyede kan plazmasını kandan ayırabiliriz (standart bir tanı prosedürü). Dünyanın birçok tanı ve araştırma laboratuvarlarında bulunan StatSpin santrifüjü ise numuneyi dakikada en fazla 15800 kez döndürebilmekte ve kan plazmasını 2 dakika ayırabilmekte. Bunun yanı sıra, StatSpin santrifüjü yaklaşık 2.5 kg iken Paperfuge sadece 2 gram ağırlığında! Maliyet açısından bir karşılaştırma yapılırsa, binlerce TL fiyatında satılan StatSpin’e karşılık Paperfuge’ün maliyeti 1 TL’nin altında. Paperfuge’ün elektrik ihtiyacı olmaması da önemli bir artısı.
Solda StatSpin santrifüjü, sağda Paperfuge
Prakash ve ekibi 2012 yılında da origamiden (kağıt katlama sanatından) ilham alarak geliştirdikleri mikroskop işlevi gören “Foldscope” ile yine bilim dünyasında çok ses getirmişlerdi. Yine yaklaşık 1 TL maliyeti olan kağıttan imal edilen Foldscope ile mikroorganizmaları görüntülemek bile mümkün.
Origami sanatından ilham alınarak yapılmış bir kağıt mikroskop: Foldscope
“Nature Biomedical Engineering” dergisinde yayınlanan çalışmada Paperfuge’ün en önemli avantajının aşırı sargılı (supercoiled) bir yapıya izin vermesi olduğunu belirtiyor. Kendi etrafında dönmeye başlayan ipler belli bir eşiğe geldikten sonra, kendi üzerinde bir kat daha dönmeye başlıyor (ayakkabı bağcığınızı ya da telefon kablosunu döndürerek bu olguyu test edebilirsiniz). Aşırı sargılı hale gelen ip daha fazla enerji depoladığı için ortadaki diskin çok daha hızlı dönmesine imkan sağlıyor.
Paperfuge’un çalışma prensibi: Küçük resimlerde daha çok enerji depolanmasına olanak veren aşırı sargılı (supercoiled) yapı görülmektedir.
Araştırmacılar öncelikle oyuncağın çalışmasının teorik prensibini ortaya koyduktan sonra, en ideal fiziksel modeli bulmak için çalışmaya başladılar. Daha kısa ip ve küçük diskle beraber pek çok malzeme üzerinde -akrilikten sal ağacı kerestesine kadar- deneme yaptılar. Fakat en sonunda çözümü Prakash’un Foldscope buluşunda da kullandığı sentetik kağıtta buldular (Sentetik kağıt pek çok ülkede para basımında kullanılan kağıt).
Texas Universitesi Nanoteknoloji Enstitüsü’nden Ray Baughman’ın da belirttiği gibi bu buluş, yaratıcı insanların, çevresindeki dünyayı gözlemleyerek ne kadar önemli/faydalı fikirler geliştirebileceğinin en güzel örneklerinden biri. Burada örneği verilen buluş ve bunun gibi daha niceleri dünyanın yeterli teknoloji erişiminden uzak pek çok bölgesinde sağlık hizmetlerinde çok büyük katkılar sağlayacaktır.
İlgili haber: https://www.wired.com/
İlgili makale: http://www.nature.com/articles/s41551-016-0009
Alıntı: http://haber.sol.org.tr/