“Şekil Hafızası” ve Teknolojide Kullanım Alanları

Dağcıların veya yüksek bir yerden ip yardımı ile inenlerin yaşadıkları güçlükleri örümceğin yaşamamasının nedeni nedir? Nasıl oluyor da aşağı iniş yolunda, ipek ipliği dönmüyor?

Çünkü Yüce Allah, diğer tüm ipliklerden çok daha sağlam ve esnek olan örümcek ipeğini, ona “şekil hafızası” kazandıran eşsiz bir moleküler yapı ile birlikte yaratmıştır. Örümcek ipliğini oluşturan proteinlerin moleküler yapısı kompleks bir şekilde birbirinin içine geçmiştir. İşte bu moleküler yapı, ipliğe dönmeye karşı direnç kazandırır, burulma veya bükülme kuvvetini emer, bükülmenin ardından müthiş gevşeme kabiliyetiyle ilk şeklini geri kazanmasını sağlar. Böylece ipin ucundaki ağırlık, burulma etkisine maruz kalarak hızlı bir şekilde dönmez. Kuşkusuz örümcek ipliğinin bu kusursuz özelliği Rabbimiz’in sonsuz ilminin örneklerinden biridir. Kuran’da Yüce Allah’ın üstün gücü şöyle bildirilir:

“İşte böyle; şüphesiz Allah, hakkın Kendisidir ve şüphesiz ölüleri diriltir ve gerçekten her şeye güç yetirendir.” (Hac Suresi, 6)

İpliğindeki Şekil Hafızası, Örümceğe Ne Kazandırır?

Kuşkusuz bu sorunun cevabı Yüce Allah’ın yaratma sanatındaki detayı bir kez daha ortaya koyar. Çünkü bu özellik, örümceğe çevre şartları ne olursa olsun ipin ucunda aşağı sallanmış haldeyken sabit şekilde durabilme imkanı verir. Örümcek bu sayede avını sessizce ve kımıldamadan bekleyebilir, aynı zamanda düşmanlarından korunabilir.

Nikel-Titanyum Alaşımı: Nitinol

Örümcek ipeğinin şekil hafızasına en yakın örnek, sanayide kullanılan nikel-titanyum alaşımlı nitinoldür. Bu metal alaşım;

  • Örümcek ipliğine benzer özellikler göstermesine rağmen alaşımın ilk şekline dönüşebilmesi için 90 derece ısıtılması gerekir.
  • Sahip olduğu dönüşüm sıcaklığının üzerinde ve altında iki farklı şekil veya kristal yapı oluşturur.
  • Düşük sıcaklıklarda deforme olabilmesine rağmen, daha yüksek sıcaklıklarda deformasyon öncesi şekline dönüşebilmektedir. Bu dönüşüm kristal yapıdaki tanelerin arasında bulunan atomların doğrusal veya düzlemsel doğrultuda, birbirlerinin üzerinden kayarak yer değiştirmeleri sayesinde olur.
  • Dönüşüm sıcaklığının üzerinde ısıtıldığında -şekli değişmiş olsa da- daha önce yer değiştirmiş olan atom ya da atom grupları, yumuşamış olan yapı içerisinde, kolayca eski yerlerine geri kayarlar. Bu biçimde metal ilk şekline geri dönmüş olur.

Şekil Hafızalı Metallerin İnsan Hayatındaki Yeri

Şekil hafızalı metaller, Yüce Allah’ın insanlara sunduğu sayısız nimetlerden biridir. Metallerin bu özelliği, günlük yaşamı kolaylaştıracak birçok teknolojik ürünün geliştirilmesine olanak sağlamıştır. Bunlardan bazı örnekler şöyledir:

  • Çok büyük deformasyonları bile aşabilen zarar görmeyen süper elastik gözlük çerçeveleri
  • Kan damarlarına yerleştirilerek pıhtıların yakalanmasında filtre görevi gören malzemeler
  • Dişlerin estetik görünümündeki deformasyonları düzeltme işlevini üstlenen kavisli teller
  • Açık kalp ameliyatları ve sinir sistemi cerrahisinde kullanılan malzemeler
  • Yangın durumunda yanıcı ve zehirli gazların çıkışını kapatacak şekilde yapılmış yangın güvenlik valfleri, şekil hafızasına sahip metallerden üretilmektedir.

Allah Örneksiz Yaratandır

Örümcek ipliğinin sağlam, esnek, son derece estetik ve bozulmayan şekli, bir canlı bile olmadığı halde ilk şeklini adeta “hatırlayabilen” metaller, yoktan var eden, her şeyi dilediği gibi takdir eden ve onları her an dilediği gibi yaratmaya kadir olan Rabbimiz’in yüceliğini ve kudretini göstermektedir. Yüce Allah bu örneklerle, insanların henüz kavrayamadıkları, detaylarını keşfedemedikleri nice sistemler yarattığını gözler önüne sermektedir.

“Yaratan, hiç yaratmayan gibi midir? Artık öğüt alıp-düşünmez misiniz? Eğer Allah’ın nimetini saymaya kalkışacak olursanız, onu bir genelleme yaparak bile sayamazsınız. Gerçekten Allah, bağışlayandır, esirgeyendir. (Nahl Suresi, 17-18)

Testin Galibi Örümcek İpeği

Bilim adamları ipliğin sağlamlığını belirlemek için Araneau diadematus örümceği ile aynı ağırlıkta küçük bir cismi 90 derecelik bir açı ile üç farklı maddeden oluşmuş ipliğe bağlayarak iplikleri döndürmüşlerdir. Bu şekilde iplik malzemesinin orijinal durumuna dönmesinin ne kadar zaman aldığını kaydetmişlerdir. Bu sonuca göre;

  • Kurşungeçirmez yeleklerde kullanılan Kevlar polimer ipliği, yeterli esnekliği sağlasa da dönmenin etkisini çok az azaltabilmiştir.
  • Bakır ipliği, ilk şekline dönmekte zorlanmış ve birkaç turdan sonra kırılır hale gelmiştir.
  • Araneus diadematus örümceğinin ipeği ise çok kısa sürede eski şekline kavuşmuştur.

Kan Damarlarına Yerleştirilen Filtre Nasıl Çalışır?

Nikel titanyum alaşımlı telden yapılmış çapa şeklindeki filtre, damar içine sokulmadan önce düz bir tel haline getirilir. Damar içine yerleştirildikten sonra tel, vücut ısısı ile harekete geçerek filtre fonksiyonu sağlayacak orijinal şekline döner ve toplardamarın içinden geçmekte olan pıhtıları tutar.

Metallerin şekil hafızası gelecekte teknolojinin hizmetine çok geniş kapsamlı olarak sunulabilecektir. Örneğin banyo musluğundan akan suyun belli bir sıcaklığı aşması halinde, musluğu oluşturan metal şekil değiştirerek su akışını durdurabilir. Böylece banyo yapanın kaynar sudan zarar görmesi önlenmiş olur. Musluk kapatıldığı zaman ise sıcak su akışı kesildiğinden, musluk tekrar eski şekline dönüşebilir.

Nikel-titanyum alaşımları ilk olarak 1962-1963 yıllarında Naval Ordnance Laboratuvarı’nda geliştirilmiş ve NİTİNOL markasını almıştır. Bu alaşımların olağanüstü özellikleri, hiç beklenmedik bir şekilde fark edilmiştir: Alaşımın numuneleri, bunların deforme olması için ne kadar gücün gerektiğini ölçmek amacıyla çekiçlerle ezilerek dayanıklılık testlerine tabi tutuluyordu. Alaşımda birkaç darbe oluşturulduktan sonra araştırmacılar numuneleri pencere kenarına bırakıp öğle yemeğine çıktılar; döndüklerinde zarar gören bölgelerin “kendi kendilerini” düzelttiklerini keşfettiler.

Kaynaklar:

http://creationsafaris.com/amazing343
http://www.livescience.com/animalworld/060329_spider_twist.html, Bjorn Carey – LiveScience (29 March 2006)
http://www.haberarsivi.com/haber.asp?id=9593
http://www.celiknet.com/haber/haber.asp?kategori=cbec&haber=cbjkhhfkc
http://en.wikipedia.org/wiki/Shape_memory_alloy”
http://en.wikipedia.org/wiki/Smart_wire
http://www.nitinol.com/3tech.htm
http://www.mmo.org.tr/muhendismakina/arsiv/2003/haziran/makale_sekil_hafi.htm
http://www.nwspiders.org/araneus.diadematus-7.jpg