açılarak genetik bilgimizi ortaya çıkarabildiği görülmüştü. “ Ayrıca biyokimyagerler geçtiğimiz yıllarda proteinler veya RNA gibi biyomoleküllerin nanotermometreler gibi çalışarak yaşayan organizmalara sıcaklıktaki değişimi katlanarak veya açılarak aktardığını görmüştü,” diyor kıdemli yazar Prof. Alexis Vallée-Bélisle. “Bu doğal nanotermometrelerden ilham alarak, saç telinden 20,000 kat incelikte, katlanıp-açılarak sıcaklığı spesifik olarak tanımlayacak farklı DNA yapıları oluşturduk.” DNA’dan tasarlanan bu moleküler termometrelerin en büyük avantajlarından biri de DNA kimyasının basit ve programlanabilir olmasıdır. “DNA dört farklı nükleotit barındırıyor; Adenin Timin’e zayıf bağlanıyor, Sitozin Guanine güçlü bağlanıyor, “diye açıklıyor araştırmanın ilk yazarı David Gareau. “Bu basit tasarım kurallarını kullanarak DNA istenilen sıcaklıklarda katlanıp açılabiliyor. Bu DNA’lara optik raporcular yerleştirerek, 5 nm çapında kolayca tespit edilebilerek termometrenin fonksiyonunu iletebilecek bir teknoloji geliştirdik, ” diye ekliyor yardımcı yazar Arnaud Desrosiers, Özellikle nanoteknoloji alanında , heyecan verici bir gelişme olan bu gelişme sayesinde moleküler biyolojiyi daha iyi anlayabileceğiz. “Biyolojide halen çözülmemiş pek çok soru var. Örneğin, insan vücut sıcaklığı 37 ° C olsa da; her bir hücrede neden bu kadar büyük sıcaklık varyasyonu olduğu hakkında bir fikrimiz yok,” diyor Prof. Vallée-Bélisle. Bu soru halen araştırılıyor ve doğa milyonlarca yıllık evriminde nanomakineler ve nanomotorlar geliştirerek aşırı ısınmada yüksek hızda fonksiyon gösterebiliyor. “Yakın bir gelecekte bu DNA nanotermometreleri , elektronik-tabanlı cihazlara uygulayarak nanoboyutta sıcaklık değişimini gözlemleyebiliriz,” diyor Prof. Vallée-Bélisle.
Öğrenme Kabiliyetine Sahip İlk Tek Hücreli Organizma Keşfedildi
Bilim insanları ilk kez sinir sisteminden yoksun bir organizmanın öğrenebilme kabiliyetine sahip olabileceğini gösterdi. Toulouse III Üniversitesi, Centre de Recherches sur la Cognition Animale merkezinden bir ekip tarafından yapılan araştırmada tek hücreli Physarum polycephalum organizmanın , bir çeşit öğrenme kabiliyeti olan habituasyona(alışma davranışı) sahip olduğunu gösterdi. Bu keşif sayesinde evrimdeki öğrenme kabiliyetinin köklerine ışık tutularak, ilk sinir sistemi ve beynin görülmesinden önceki oluşumlar incelenebilecek. Ayrıca bu çalışma virüsler ve bakteriler gibi çok basit organizmaların öğrenme kapasitelerine ilişkin yeni soru işaretleri doğurdu. Bulgular 27 Nisan’da Proceedings of the Royal Society B dergisinde yayınlandı. Öğrenme kabiliyeti ve hafıza hayvanlar aleminde anahtar bileşenlerdi. Hayvanların tecrübe etmeleri ve adaptasyon davranışı, hayvanların potansiyel tehlikelere ve dalgalanmalara karşı hayatta kalabilmeleri için oldukça önemlidir. Genelde bu kabiliyet beyni ve sinir sistemi olan organizmalara bahşedilmiştir. Buna rağmen, tek hücreli canlılar değişime adapte olma ihtiyacı duyarlar. Peki öğrenme kabiliyeti sergileyebilirler mi? Bakteriler önemli ölçüde adapte olabilirler fakat bu birkaç nesil boyunca gelişim ve evrim gerektirir. İşte biyologlardan oluşan bir ekip tek hücreli bir organizmanın öğrenebileceğine dair bir kanıt aradı . Araştırmacılar dev bir tek hücreli küf(cıvık mantar), Physarum polycephalum’u seçti. Bu dev hücre gölgeli , soğuk alanlarda [1] bazı kabiliyetleri olduğunu kanıtladı. Tuzaklardan kaçınma, bulmaca çözme ve beslenmesini optimize etme[2] , gibi özellikleri olsa da bugüne kadar öğrenebilme kabiliyeti hakkında çok az şey biliniyordu. 9 günlük deneyde farklı küf gruplarını acı ama zararsız maddeleri geçereek besin kaynağına ulaşması incelendi. İki gruptan biri kinin veya kafein emdirilmiş köprülerle karşılaşırken, diğer kontrol grubunun karşılaştığı köprüde madde emdirilmemişti. Başlangıçta acı maddelere doğru ilerlemekte isteksiz olan küf sonra bunun zararsız olduğu fark etti ve hızla köprüyü geçti, 6 gün sonra kontrol grubu gibi ile aynı şekilde davranış göstermeye başladı. Hücre maddenin zararsız olduğunu anlayarak maddeden korkmamayı öğrendi ve habituasyon fenomenini gerçekleştirdi. Acı maddeye maruziyetinin geçmesinden 2 gün sonra ise, protist tekrar güvenmeme davranışına döndü. Ayrıca bu tek hücreli canlı kafeine alıştığından kinine tekrar güvenmeme davranışı gösterdi. Bu da habituasyonun belli bir maddeye karşı spesifik olduğunu gösteriyor. Habituasyon ilk öğrenme formlarından biridir ve deniz salyangozunda[3] karakterize edilmiştir. Öğrenme formu bütün canlılarda olsa da, daha önce nöral olmayan bir canlıda gözlenmedi. Bu cıvık mantar türü, 500 milyon yıl önce oluşmuş bitki,mantar ve hayvanların uzak kuzeni ve öğrenmenin kökenin gelişimini anlamada önem taşıyor. Ayrıca bu çalışma sayesinde, bakteri ve virüsler gibi basit organizmalarda öğrenme tipleri çalışabilecek.
Sıvı Metal Parçacıklar Sayesinde Oda Sıcaklığında Lehim Yapılabiliyor
Iowa State Üniversitesi’nden araştırmacılar sıvı metal içeren eşsiz mikro parçacıklar üreterek, oda sıcaklığında sıvı halde kalabilen bir çeşit lehim ürettiler. Katı-sıvı karışımı bu yeni form sayesinde sıcaklığında ısı verilmeden lehimleme ve elektronik devre onarımı yapmak mümkün olacak. Araştırmacılar sıvı metallerin katı hale dönmesini engellemek için araştırma yaparken, bu yeni metalik oluşumu keşfettiler. Undercooling ’aşırı soğutma’ adı verilen bu teknik sayesinde, metal yapıları farklı şekillerde işlenebiliyor. Buna rağmen bu alandaki en büyük zorluk; bu işleme tabi tutulan metallerden stabil yeterli miktarda malzeme üretmek. Bu probleme farklı bir şekilde eğilen Iowa State ekibi sıvı metal damlacıklarını homojen ince kaplama ile parçacık kapsüllerine dönüştür. Böylece aşırı soğutulan sıvı metal parçacıklarının oluşumunu dengeledi. Bu parçacıkları yaratmak için , yüksek hızlı döner kesme mekanizması kullanarak, sıvı materyal küçük damlacıklara dilimlendi ve asetik asit/dimetil glikol karışımında askıda kalması sağlandı. Parçacıkları oksijene maruz kaldığında , materyalin yüzeyi oksitlenerek, sıvı metalin hapsolduğu baloncuklara dönüşüyor. Oksidasyon bittiğinde, ekip bu tabakayı düz olana kadar parlatıyor. “Biz metallerin katıya dönüşmesini engellediğimizden emin olmak istedik. Bu nedenle parçacıkların yüzeyini , sıvının katıya dönmesini engelleyecek şekilde tasarladık. Böylece madde istemediği sıvı fazda hapsoldu,” diyor Martin Thuo. Boston Northeastern Üniversitesi’nin geliştirdiği lehim gibi kullanılabilen MesoGlue’nun (yapıştırıcı) aksine, Iowa State Üniversitesi’nde geliştirilen madde sıvı-metal parçacıklar olarak kullanılarak yaratıldı. Bu materyalde bizmut,indiyum ve kalay içeren Field metali ve bizmut-kalay kullanılarak sıvı metal baloncuklar üretildi. Sadece alyuvar hücreleri çapında, yani yaklaşık 10 mikrometre olan balonlar, mikroskopik hasarlar ve makroskopik metalleri bir araya getirmek için ıs olmadan birleştirmek için kullanıldı. “ Böylece hasar görmüş yüzeyleri ve lehimleme bağlantı parçalarını oda sıcaklığında ileri teknoloji gerektirmeden, onarabileceğimizi gösterdik,” diyor ekip. Thou bu teknoloji patentleyerek, bir girişim şirketi kurarak bu ürünü pazara sunmayı hedefliyor. Ayrıca halen elektriksel iletkenlik ve mekanik mukavemet üzerine testler yaparak, yeni sıvı-metal materyali geliştirmeyi hedefliyor.
Arabalardaki Hava Yastığı Nasıl Anında Açılır ?
Artık neredeyse bütün arabalarda hava yastığı var , peki hava yastığı çok kısa bir sürede açılıp hayatları nasıl kurtarıyor ? İlk hava yastığı fikirleri 1950’li yılların başında ortaya çıktı. 70’lerde GM ABD’de araçlarda emniyet kemeri kullanımı düşük olduğu için deneysel hava yastıkları kullanmıştır. 1974’e gelindiğinde Cadillac Buick ve Oldmobile ‘e ACRS(Air Cushion Restraint System- Hava Yastığı Tutma Sistemi) konulmuştu. Bu sistemde konsolun altına ve yolcu tarafına hava yastıkları yerleştirilmişti. Bugün gördüğümüz ilk hava yastıkları ise ; 1980 yılında Mercedes-Benz W126 S-Class serisinde Supplemental Restraint Systems (SRS )adıyla kullanılmaya başlandı. İlk yolcu hava yastığı ise sürücü hava yastığıyla birlikte 1987 yılında Porsche 944’te kullanıldı. Aradan geçen yıllar içinde hava yastığı iyice yaygınlaşarak hemen her otomobilde standart bir donanım haline geldi. Tipik bir hava yastığı saniyenin 1/10’undan kısa sürede açılır, birkaç saniye sonra da sönerek yolcunun hareketini ve araçtan çıkmasını kolaylaştırır. Hava yastığında üç ana parça vardır. Birincisi yastığın kendisi ki, ince naylon iplikten yapılmış ve konsolda bir silindir üzerine sarılmıştır. Aslında sürücü tarafındaki hava yastığı diğerlerinden farklıdır. Diğerleri tipik bir silindir şeklinde iken sürücü tarafındaki direksiyonun ortasına uyacak şekildedir. Hava yastıkları , ACU(Airbag control unit-Hava yastığı kontrol ünitesi) kontrol ünitesi ile kontrol edilir. ACU ünitesi ivmeölçerleri, çarpışma sensörlerini, kapı basınç sensörlerini, tekerlek hız sensörlerini, jiroskopları, fren basınç sensörleri ve yolcu doluluk sensörlerini kontrol eder. Bu sensörler gerçekleşen tüm hareketleri kontrole ederek; aracın hava yastıklarını devreye alır. Son olarak da şişirme sistemi vardır. Hava yastıkları sıkıştırılmış veya basınç altındaki havanın veya bir gazın salınması ile şişmezler. Hava yastıklarının şişmesi tümüyle çok hızlı gerçekleşen bir kimyasal reaksiyondan kaynaklanır. Bu reaksiyonda ise ana madde zehirli Sodyum Azit (NaN3) maddesidir. Normal şartlarda oldukça stabil olan bu katı toz madde, ısıtıldığında zararsız N2(Azot) gazını hızla salar. Sadece 130 gram sodyum azitten 67 litre azot gazı çıkar. Yani anında belli bir alanı hızla doldurabilecek bir genleşmeden bahsediyoruz. Bu reaksiyon sonucunda azot gazının yanı sıra çok reaktif bir 1A grubu elementi olan sodyum(Na) çıkar. Sodyum su ile birleşirse patlar. Bu nedenle göze, buruna ve ağza zarar verir. İşte bu tehlikeyi bertaraf etmek için hava yastığı üreticileri sodyum ile bağlanabilecek bir madde buldu. Bu madde ise ; yine 1 A grubundan potasyum(K+) metali içeren KNO3(potasyum nitrat)bileşiğidir. Bu sayede Na Su ile birleşince vücuda bilhassa gözlere, buruna ve ağza ağır tahribat verebilir. Bu tehlikeyi önlemek için hava yastığı üreticileri kimyasal reaksiyonda sodyum ile birleşebilecek bir madde arıyorlardı ki, potasyum nitrata ulaştılar. Bu reaksiyonda KNO3’daki nitrat sodyuma bağlanarak patlamayı engeller. Ayrıca SiO2’de kullanılır. Tipik sürücü-yolcu hava yastıkları 50-80 g sodyum azit içerir. Daha büyük yolcu hava yastıklarında 250 g sodyum azit vardır. Çarpışmadan sadece 40 milisaniye içinde bütün bu parçalar reaksiyona girerek, azot gazı ortaya çıkarır. Reaksiyon aşağıdaki gibidir; (1) 2 NaN3 → 2 Na + 3 N2 (g) (2) 10 Na + 2 KNO3 → K2O + 5 Na2O + N2 (g) (3) K2O + Na2O + 2 SiO2 → K2O3Si + Na2O3Si (silikat cam)
Süpermasif Karadelikler Karanlık Madde İle Solucan Deliğine Dönüşebilir
Yeni yayınlanan bir fizik raporuna göre, süpermasif kara delikler ve karanlık madde ilavesiyle, uzay zamanda tüneller açabilen solucan deliklerine dönüşebilir. Karanlık madde evrende halen doğrudan gözlenmemiş gizem ve karanlık maddenin maddeyi ve dolayısıyla gezegenler ve yıldızları yaptığı düşünülüyor. Solucan delikleri bilim-kurgunun en sevdiği konulardan biri; çünkü uzay-zamanda iki uzak noktayı birleştirerek kestirme bir yol çizerek, zaman yolculuğuna imkan verebiliyor. Ayrıca teorik açıdan çok uzak iki noktayı birleştirebiliyor. Lancaster Üniversitesi’nden Fizikçi ,Dr. Konstantinos Dimopoulos; bazı galaksilerin merkezinde bulunan süpermasif karadeliklerin etrafında yoğun bir şekilde paketlenmiş gaz ve toz bulutlarının yanmasından dolayı inanılmaz bir parlaklık olduğunu ve kara deliklerin güçlü manyetik alanlarının karanlık maddenin özelliklerini etkileyebileceğini düşünüyor. Galaktik çekirdeklerin yanarak çalkalanmasının, bir karanlık madde tipi olan teorik parçacıklar olan axionları etkileyebileceğini belirtiyor. Bu antimadde parçacıklarının evren boyunca var olduğu ve birbirleriyle zayıf etkileşim kurarak, evrenin yapısını oluşturmaya yardımcı sanki ince görünmez bir sis gibi süzüldüğüne inanıyor. Dr Dimopoulos , galaksinin merkezindeki dalgalanmanın yoğunlaşmasıyla, güçlü girdaplar halinde manyetik alanlar oluşarak, tuhaf bir şekilde davranarak negatif enerji haline etkili bir şekilde geçebilir. İşte galaksinin merkezindeki süpermasif karadelik, jetlerden kaynaklardan manyetik alanlar ve axionik karanlık madde içerdiğinde solucan deliği oluşturabilir. ‘Negatif yoğunluklu madde ve güçlü manyetik alanlar varlığında aktif galaktik çekirdekte solucan delikleri görünmesine neden olabilir,’ diyor Dr Dimopoulos.
