Bilim ve Teknik Dergisi 536. Sayı - Temmuz

Doğacak Bebeğin Gen Haritasını Okumak... BüyükYarış Başlıyor!... TBeilkivmenik Aylık Popüler Bilim Dergisi Temmuz 2012 Yıl 45 Sayı 536 5 TL Bilim ve Teknik Temmuz 2012 Yıl 45 Sayı 536 Olimpiyat Arenasında Genetiği Değiştirilmiş Atletler Gen Dopingi Gen Dopingi(GDA)ve DepresyonModern Çağın Salgın Hastalığı Çatılardaki Baz İstasyonları En Üst Katlarda Oturanların Sağlığını Etkiliyor mu? Elektrik Üreten Bitkiler 36 9 771300 338001

TBeilkivmenik Aylık Popüler Bilim Dergisi Yıl 45 Sayı 536 Temmuz 2012 “Benim mânevi mirasım ilim ve akıldır” Mustafa Kemal Atatürk Yarışmak, farklı olmaya çalışmak, gelişmek, en iyi olmak hepimizin ruhunda var. Sadece insanlar mı? İlk bakışta tüm canlılar arasında kıyasıya bir yarış varmış gibi görünüyor. Yarışı“en hızlı koşan”,“en yükseğe sıçrayabilen”,“en kuvvetli olan”kazanıyor gibi. Bu konuyu, sosyal bilimlerin yaşam ve yarışma konusuna yaklaşımlarından ikisiyle değerlendirmek istiyoruz. Birinci yaklaşıma göre hayat bir yarışma, bir mücadeledir. Her canlı kendi bedeninin kontrolünü elinde tutar ve kendisi için çalışır. Amacı sadece kendi yaşamı için gerekli olanı kazanmaktır. Bunun için de kuvvetine güvenmelidir. Bu görüşü hayatlarına yansıtanlar, kuvvetine dayanarak başkasının hakkına tecavüz eden, zayıfı ezen, her fırsatta kendisinden daha küçüğü ve güçsüzü yenmeye çalışanlardır. İkinci yaklaşıma göre ise dünyada bir mücadele, kıyasıya bir yarış değil de denkler arasında bir yarış var. Hatta buna yarış demek uygun olmayabilir. Mesela mücadele, çalışma deyince hep örnek verilen karınca, yüzlerce metre sürüklediği ağır bir yiyecek parçasını hiç tereddüt etmeden karşısına çıkıveren kardeşine ikram ediyor. Bitkiler çekici koku, renk, tat ve besin öğeleriyle hayvanlara hizmet ediyor. Yani her şey birbirine güç veriyor, el ele ve omuz omuza çalışarak birbirlerine yardım ediyor. Bununla birlikte tatlı bir rekabet ve yarışı da yaşıyorlar. Bu ikilemin yansımalarını sporda da görüyoruz. Güzel bir ideal için kardeşçe yarışalım istiyoruz. Fakat görüyoruz ki, gerçekte yarışan yukarıda bahsettiğimiz iki ayrı yaklaşımın taraftarları. Bir taraftan“artık bedenimizi tanıyoruz, gücümüzün doruğuna geldik, daha ileriye gidemeyiz”diye nitelediğimiz biyolojik ve fiziksel sınırlarımızın her geçen gün biraz daha ileriye taşındığını görerek mutlu oluyoruz. Bir yandan da“her ne pahasına olursa olsun kazanmalıyım”,“kaybetmek her şeyin sonudur”mantığıyla kazanmaya şartlandırılmış insanların, özendiğimiz olimpiyat ruhunu sınır tanımaz bir hırsla ayaklar altına alabildiğini, hileye başvurabildiğini görmekten üzüntü duyuyoruz. Hayret verici, olağanüstü rekorları alkışlarken bir de bakıyoruz ki, bazı sporcular doping yaptığı gerekçesiyle oyunlardan atılmış. Londra Olimpiyatları başlarken yazarımız Kadir Demircan, sporu başkalarından üstün olma yarışı olarak görerek dopingi artık bir bilimsel uğraş haline getirenlerin son uğraşlarını“Olimpiyat Arenasında Genetiği Değiştirilmiş Atletler (GDA) ve Gen Dopingi”başlıklı yazısında anlatıyor. Sporcuyu“gen aktarımlı, tek kullanımlık ürünlere”çeviren etik dışı çalışmaları dikkatlere sunuyor. Bilim insanlarının genetik alanındaki bir başka çalışmasıyla anne karnındaki bebeğin gen haritası çıkarıldı.“Doğacak Bebeğin Gen Haritasını Okumak” başlıklı yazısıyla yazarımız Bahri Karaçay bu yeni bilimsel gelişmeyi değerlendiriyor. Gen dopinginde olduğu gibi doğmamış bebeğin gen haritası da etik problemleri beraberinde getiriyor. TÜBİTAK tarafından 2005 yılından beri her yıl düzenlenen Alternatif Enerjili Araç Yarışları bu yıl 9-15 Temmuz 2012 tarihlerinde İzmit Körfez Pisti’nde yapılacak. Bir yarışmadan çok teknolojik bir sergiyi çağrıştıran bu etkinliğe tüm okuyucularımızı bekliyoruz. Saygılarımızla Duran Akca Sahibi Yazı ve Araştırma Grafik Tasarım - Uygulama Mali Yönetmen TÜBİTAK Adına Başkan Alp Akoğlu Ödül Evren Töngür H. Mustafa Uçar Prof. Dr. Yücel Altunbaşak ([email protected]) ([email protected]) ([email protected]) Genel Yayın Yönetmeni İlay Çelik Sayfa Düzeni / Web İdari Hizmetler Sorumlu Yazı İşleri Müdürü ([email protected]) Sadi Atılgan İmran Tok Duran Akca Dr. Özlem Kılıç Ekici ([email protected]) ([email protected]) ([email protected]) ([email protected]) Yayın Kurulu Dr. Bülent Gözcelioğlu Yazışma Adresi Abone İlişkileri Fiyatı 5 TL Dr. Kıvanç Dinçer ([email protected]) Bilim ve Teknik Dergisi (312) 468 53 00 Yurtdışı Fiyatı 5 Euro. Doç. Dr. Burak Aksoylu Dr. Özlem Ak İkinci Atatürk Bulvarı Faks: (312) 427 13 36 Dağıtım: DPP Prof. Dr. Salih Çepni ([email protected]) No: 221 Kavaklıdere 06100 [email protected] http://www.dpp.com.tr Dr. Şükrü Kaya Dr. Zeynep Ünalan Çankaya - Ankara İnternet Baskı: PROMAT Yrd. Doç. Dr. Ahmet Onat ([email protected]) Tel www.biltek.tubitak.gov.tr Basım Yayın San. ve Tic. A.Ş. Doç. Dr. Gökhan Özyiğit Dr. Murat Yıldırım (312) 427 06 25 e-posta http://www.promat.com.tr/ Prof. Dr. Şeref Sağıroğlu ([email protected]) (312) 468 53 00 [email protected] Tel (212) 622 63 63 Redaksiyon Faks ISSN 977-1300-3380 Baskı Tarihi: 28.06.2012 Sevil Kıvan (312) 427 66 77 ([email protected]) Bilim ve Teknik Dergisi, Milli Eğitim Bakanlığı [Tebliğler Dergisi, 30.11.1970, sayfa 407B, karar no: 10247] tarafından lise ve dengi okullara; Genelkurmay Başkanlığı [7 Şubat 1979, HRK: 4013-22-79 Eğt. Krs. Ş. sayı Nşr.83] tarafından Silahlı Kuvvetler personeline tavsiye edilmiştir.

İçindekiler 18 MÖ 490, yani Çid Seddi’nin yapımının devam ettiği yıllar. TÜBİTAK Popüler Bilim Kitapları arasında 2011’de yayımlanan Neden Canımız Yanar? adlı kitapta bu yıllardan şöyle bahsediliyor.“Persler Yunanlara saldırdı. Yunanlar Persleri püskürttü. Komutan Miltiades, Atinalılara müjde vermek için bir haberci gönderdi. Efsaneye göre, hızlı bir koşucu olan Pheidippides savaşın olduğu Maraton Platosu’ndan Atina’ya kadar kırk iki kilometreyi hızlıca koşmuş, nefes nefese müjdeyi verdikten sonra oracıkta düşüp ölmüştür”. Bu olay, gerçekten oldu mu? Tarihçi Herodot’a göre Pheidippides Atina’dan Sparta’ya yardım çağrısı için gönderildi. Ancak, Pheidippides’in günümüz Olimpiyat Oyunlarının kurucusu Pierre de Coubertin’in 42.195 metrelik maraton koşusu fikrine ilham kaynağı olduğu kesin. 56 Gelişmiş ülkelerde hemen hemen herkesin çantasında bir antidepresan var. Modern dünyanın bir salgın hastalığı gibi yıldan yıla büyük bir artış gösteren depresyon, başta bilim insanları olmak üzere toplumdan her kesimin dikkatini çekmiş durumda. Sadece yetişkinlerde değil artık çocuklarda bile görülen bu hastalığın nedenleri, antidepresanların etkileri ve gerçekten işe yarayıp yaramadıkları yanıt bekleyen sorulardan. 68 Yaz mevsimin tam ortasındayız. Üç tarafı denizlerle çevrili ülkemizde hemen hemen herkes, kısa bir süreliğine de olsa deniz kıyısında tatil yapıyor ve denize giriyor. Deniz keyfi yaparken, kimsenin karşılaşmak istemediği canlı türlerinin en başta geleni elbette denizanaları. Son yıllarda tüm dünyada, özellikle Güneydoğu Asya denizlerinde, Kuzey Denizi’nde ve Meksika Körfezi’nde denizanası sayısında büyük bir artış var. Bilim insanları bu artışının nedenlerini araştırırken çeşitli olasılıklar üzerinde duruyor. İklim değişikliğinin deniz suyu sıcaklığını artırması, ötrofikasyon (fosfor ve azot gibi besleyici elementlerin fazlalığından kaynaklanan kirlilik), aşırı avlanma ve biyolojik istila bu olasılıklar arasında yer alıyor.

Haberler ..................................................................................................................................................... 4 + Büyük Yarış Başlıyor! / Sadi Atılgan.................................................................................................... 12 77 Ctrl+Alt+Del / Levent Daşkıran........................................................................................................... 14 Yayın Dünyası Teknoyaşam / Osman Topaç.................................................................................................................. 16 İlay Çelik Gen Dopingi / Kadir Demircan............................................................................................................. 18 78 Doğacak Bebeğin Gen Haritasını Okumak / Bahri Karaçay.......................................................... 26 Türkiye Doğası Edison ve Tesla Arasındaki Akımlar Savaşı / Murat Yıldırım......................................................... 30 Bülent Gözcelioğlu Elektromanyetik Dalgalar / Murat Yıldırım........................................................................................ 33 86 Çatılardaki Baz İstasyonları En Üst Katlarda Oturanların Sağlığını Etkiliyor mu? / Sağlık Yüksel Atakan.......................................................................................................................................... 36 Ferda Şenel Mikrodalgalar ve Uygulamaları / Menemşe Gümüşderelioğlu - Gökçe Kaynak........................... 38 88 Yeşil Elektrik Elektrik Üreten Bitkiler / Özlem Kılıç Ekici................................................................ 44 Gökyüzü Mars Kâşifleri / Börteçin Ege................................................................................................................... 52 Alp Akoğlu Modern Çağın Salgın Hastalığı: Depresyon / Özlem Ak İkinci........................................................ 56 90 Yelkenli Tekne Fiziği / Alp Akoğlu......................................................................................................... 62 Bilim Tarihinden Deniz Mevsiminin Cilvesi Denizanaları / Bülent Gözcelioğlu ........................................................ 68 H. Gazi Topdemir İslam Dünyasında Felsefenin Öncüsü Kindî / Hüseyin Gazi Topdemir ....................................... 74 94 Zekâ Oyunları Emrehan Halıcı

Haberler miyum selenitten yapılmış. Nano çubukla- dolduranlarda özellikle gerginlik yaratacak rın ortasının büyüklüğü ve nano çubukların şekilde tasarlanmıştı. Bir sonraki aşamada Nanoteknolojiyle uzunluğu yayımlanan ışığın rengini belirli- aynı kişilere bilgisayarda eğlenceli bir video Ateş Böceklerinin yor. Ateş böceklerinin ışıklarının doğal ren- izletildi. Formun doldurulması ve videonun Işığı Evimize gi sarımsıyken nano çubuklar yeşil portakal izlenmesi sırasında tüm tepkiler ve yüz ifa- Geliyor rengi ve kırmızı ışık üretebiliyor. deleri kayıt altına alındı. Murat Yıldırım Araştırmacılar en verimli tasarımın ya- Bu kişilerden gergin olduklarını yüz kın kızılötesi dalga boylarında ışık verdiğini ifadelerine yansıtmaları istendiğinde, % Belki yakın gelecekte ne pile ne de elekt- buldu. Her ne kadar insan gözü bu dalga 90’ının gülümsemediği tespit edilmiş. Fakat riğe gereksinim duyan, çok renkli sicim boylarına duyarlı olmadığı için bu tasarım bilgisayarda doldurdukları formu tam kayıt şeklinde ışıklar hayatımıza girecek. Syracuse aydınlatmada kullanılamasa da, gece gö- edecekleri anda girdikleri tüm bilgilerin bir Üniversitesi’ndeki bilim adamları ateş bö- rüşlü dürbünleri, kameralar, medikal gö- anda silindiğini fark ettiklerinde yine aynı ceklerinin doğal ışığını kullanmanın yolunu rüntüleme sistemleri için önemli. Şu an için kişilerin % 90’ının gülümsediği görülmüş. buldu. Nanoteknoloji yardımıyla canlıların bu nano çubuklar sadece laboratuvar orta- Kayıt edilen yüz ifadelerinden elde edilen ürettiği ışığı (biyoluminesans) taklit ede- mında bulunuyor olsa da, Syracuse Üniver- fotoğraf çıktıları incelendiğinde, gergin gü- rek üretilen bu sistem, daha önce yapılan sitesi’ndeki araştırmacılar kimyasal enerjiyi lümseyiş ile keyifli gülümseyiş arasında az deneylerde görüldüğünden 20-30 kat daha ışığa çevirebilecek en verimli tasarım oldu- da olsa bir ifade farklılığı gözlenmiş. Ancak verimli çalışıyor. ğuna ve bazı uygulamalar için LED’lerin ye- bilgisayar programının yaptığı görüntü ana- rine geçebileceğini düşünüyor. lizleri incelendiğinde, iki farklı gülümseyi- Deneyin başarısının sırrı Syracuse şin özellikle oluşum süreçleri arasında bir Üniversitesi’nde kimya profesörü Mathew Gülümsemeniz hayli farkl olduğu anlaşılmış. Keyifli gülüm- Maye’in laboratuvarında üretilen nano çu- Sizi Ele Veriyor: semenin yavaş yavaş yani kademeli olarak bukların büyüklüğü ve yapısı. Maye “Ateş Keyifli, Gergin, oluştuğu ve kalıcı olduğu, gerginliğin neden böceklerinin ışığı doğadaki biyolümine- Sahte ya da olduğu gülümsemenin ise aniden yani hızlı- sansın en iyi örneklerinden biri. Işık hem Samimi! ca oluşup gene aynı hızda kaybolduğu göz- verimli hem de parlak. Biz biyolojiyi, biyo- lenmiş. İnsanların herhangi bir durumda lojik olmayan uygulamalar için kullanma- Özlem Kılıç Ekici verdikleri tepkiler ve sergiledikleri yüz ifa- nın yeni bir yolunu bulduk. “ açıklamasını deleri yorumlanırken, tepkinin oluşum sü- yapıyor. İnsanlar sadece mutlu veya keyifli olduk- resine dikkat edilmesi gerektiği belirtiliyor. larında mı gülümser? Hayatta bir şeyler Ayrıca gülümsemenin karşı tarafça samimi, Ateş böcekleri lüsiferin ile enzim lüsife- sizi yıldırdığında, hayal kırıklığı yaşadığı- içten ve gerçekçi bir şekilde algılanmasının raz arasındaki kimyasal tepkimeyi kullana- nızda ya da gerildiğinizde de gülümser mi- da gülümsemenin zamanlamasına bağlı ola- rak ışık oluşturur. Maye’in laboratuvarında siniz? Pek çoğunuz “mutlu ve keyifli olunca rak gerçekleştiği söyleniyor. lüsiferaz enzimleri nano çubukların yüzeyi- gülümsenir” diye düşünebilirsiniz. Ama ne bağlanıyor ve daha sonra yakıt olarak lü- MIT’de yapılan bir araştırmanın sonuçları Bu tür deneylerde genellikle duyguların siferin ekleniyor. Etkileşimden çıkan enerji insanların gerildiklerinde de gülümseyerek canlandırılarak ifade edildiği tepkiler esas nano çubuklara aktarılıyor ve nano çubuk- tepki verebildiğini gösteriyor. Peki gülüm- alınarak kullanılır. Çünkü rol yapılarak elde lar parlamaya başlıyor. Nano çubukların dış seyen iki insanın yan yana koyulmuş re- edilen verileri değerlendirmek ve sınıflan- kabukları kadmiyum sülfitten, ortaları kad- simlerine baktığınızda, hangisinin keyiften hangisinin gerginlikten gülümsediğini ayırt 4 edebilir misiniz? MIT’de geliştirilen ve en son bilgilerle programlanan bir bilgisayar sistemi mutluluk gülümsemesini ve gergin- lik gülümsemesini pek çok insandan daha doğru ayırt ediyor. MIT’nin Media Laboratuvarı’nda yapı- lan deneylerde ilk önce insanlara mutlu ya da gergin olduklarında nasıl tepki verdikle- ri soruldu ve bu duygularını yüz ifadeleri- ne yansıtmaları istendi. Tüm ifadeler kayıt edildi. Daha sonra aynı kişilerden bilgisa- yarda bir form doldurmaları istendi. Form,

Bilim ve Teknik Temmuz 2012 dırmak, gerçek tepkileri kullanmaktan daha gisinde yayımlanan (http://www.computer. leri Fakültesi öğrencilerinden oluşan Güneş kolay oluyor. Ancak uzmanlar, bu tür so- org/csdl/trans/ta/preprint/tta2012990008- Teknesi Takımı’nın Odabaşı isimli teknesi nuçların yanıltıcı olabileceğini düşünüyor. abs.html) bu araştırma, bilgisayarların kul- temsil etti. Gerçek tepkilerin görüntülerinin yorum- lanıcılarının duygusal durumunu ölçerek lanması istendiğinde, katılımcıların ancak ona göre tepki vermesine zemin hazırlıyor. Solar Splash disiplinlerarası yeteneklerin yaklaşık % 50’si tepkilerin keyifli gülümse- Hedef daha zeki, hassas ve anlayışlı bilgisa- birleştirildiği, takım çalışmasını geliştirme- me mi yoksa gergin gülümseme mi olduğu- yarlar tasarlamak. Bu araştırma ile duygusal ye yardımcı olan bir yarışmadır. Yarışmanın nu bildi. Yani insanların ancak yarısı duygu- algılamada ve insanların tepkilerini ve yüz temel amacı, farklı alanlarda yetişen mü- ları doğru olarak algılayabildi. İfade edilen ifadelerini değerlendirmede zorluk yaşayan hendis ve tasarımcı adaylarının birbirleriyle duyguların temelinde yatan tepkilerin ara- kişilere, örneğin otizmli bireylere yardımcı iletişimini ve beraber bir çalışma yapmala- sındaki farkların inceliklerini anlamanın, olunması hedefleniyor. Amaç bu tür insan- rını sağlamaktır. Yarışmacılar teknik rapor, bu araştırmanın en büyük hedefi olduğu lara yüz yüze iletişimde rehberlik edebilmek görsel sunum, sıralama etabı, hız etabı, belirtiliyor. Otizmli bir birey, gülümseyen ve tecrübe kazandırmak. Bu tür bir çalışma- manevra etabı, dayanıklılık etabı ve işçilik bir insanın keyifli olduğunu zannedebilir, nın işletmeciler ve pazarlamacılar için de gibi alanlar üzerinden puanlandırılmakta- ama bu araştırma duyguları doğru olarak al- yararlı olabileceği görüşü hâkim. Gülüm- dır. Güneş Teknesi takımı, “Sıralama Etabı” gılamanın o kadar da kolay olmadığını söy- seyen her müşteri illa memnuniyetten gü- ve “Manevra Etabı”nda 1.lik, “Teknik Ra- lüyor. Özellikle davranış bilimi çalışmaları lümsüyor olmayabilir. Farkları görebilmek, por” ve “Görsel Sunum” dalında 2.’lik “Hız için bu sonuçların çok faydalı olabileceğini hizmet kalitesini ve müşteri memnuniyetini Etabı”nda 3.lük ve tasarımda mükemmellik belirten uzmanlar, psikolojiyi ve bilgisayar artırmak açısından faydalı olabilir. ödüllerini de aldı. görüntüleme ve veri değerlendirme işlemle- rini birleştirerek, klinik çalışmalarda kulla- Bu araştırma, her gülümsemenin olumlu İTÜ Rektörü Prof. Dr. Muhammed Şa- nılmak üzere yeni bir bilgisayar programı ve bir duygu yansıtmadığını bize bir kere daha hin “İTÜ olarak öğrencilerimizin uluslara- dili geliştirilebileceğini söylüyor. hatırlatıyor. Gülümsemenin kendisi değil, rası başarılarına alıştık. Biz onlara en iyi eği- gülümsemenin arkasında yatan gerçek an- timi, en iyi teknik altyapıyı sağladık. Öğren- Duygusal zekâ kişinin kendi duyguları- lam önemli. cilerimize güvendik, onlar da dünya şam- nı anlama ve yönetme, başka insanların ve piyonluğu gibi ülkemizi de gururlandıran grupların duyguları ile empati kurabilme, İTÜ Güneş bir başarıya ulaştı. Daha eğitimleri devam onlarla iletişim kurabilme yeteneğini göste- Teknesi Takımı ederken pratik uygulamalarla tecrübe sahibi rir; insanların başarısının tek başına olmasa Dünya Şampiyonu olduklarını ve dünyanın en iyi üniversitele- da önemli bir ölçütüdür. Otizmli bazı birey- rini geride bırakacak kadar iyi olduklarını lerde sıklıkla görüldüğü gibi zihinsel beceri İTÜ İletişim Merkezi görmek ödüllerin en büyüğü.” dedi. seviyesi çok yüksek olanların duygusal zekâ seviyesi genelde düşüktür. Bu da doğal ola- İstanbul Teknik Üniversitesi Güneş Tek- İTÜ Güneş Teknesi takımı yine Solar rak iletişimi sekteye uğrattığından özellikle nesi Takımı ABD’de düzenlenen Solar Splash’te 2007’de dünya üçüncüsü, 2008’de iş hayatındaki başarıyı da olumsuz yönde Splash yarışlarında dünya birincisi oldu. dünya ikincisi olmuştu. etkileyebilir. Türkiye’den katılan tek takım olarak ABD’li 22 takımı geride bırakan “Odabaşı” dünya 5 MIT’de gerçekleştirilen ve sonuçları IEEE şampiyonu oldu. Transactions on Affective Computing der- ABD’nin Iowa eyaletinde 18.’si düzen- lenen yarışlarda Türkiye’yi İstanbul Teknik Üniversitesi Gemi İnşaatı ve Deniz Bilim-

Haberler Boyle araştırma ile ilgili şunları söylü- Teknoloji yor: “Bilişsel işlevleri birçok faktör etkiler; Yol Onarımının Büyük Hedefler ayrıca Alzheimer hastalığının beyinde yol Hizmetinde Alzheimer’a Bağlı açtığı değişiklikleri ölçmek için kullanmak Rahatsızlıkları üzere beyin örnekleri bulmak hayli zor Özlem Ak İkinci Önleyebilir olduğundan, bu çalışmaları yürütmek de zordur. İdrak gücünü artıran etkenleri be- Yollardaki çatlakların onarımı hem pa- Çağlayan Taybaş lirlemek, hızla yayılan Alzheimer hastalığı- halı hem de zaman alan bir iştir. Bu nın yarattığı sağlık sorunlarıyla mücadelede yüzden araştırmacılar asfaltlardaki çatlak- Rush Üniversitesi Tıp Merkezi’nde yapı- yardımcı olacaktır”. ları doldurmak için daha az zamanda daha lan bir araştırmaya göre kişinin hayatta Archives of General Psychiatry, Mayıs 2012. fazla yol onarabilecek, otomatik bir sistem büyük hedeflerinin olması Alzheimer has- geliştirdi. Bu yeni sistemle onarılan yolla- talığına bağlı olarak oluşan plakları ve dü- Moleküler Biyoloji rın ömrü daha uzun olacak ve böylece para ğümleri yok edebilir. ve Genetik tasarrufu da yapılabilecek. Öğrenci Kongresi Araştırmada, büyük hedefleri olan kişi- Georgia Teknik Araştırma Enstitüsü’nden lerin, beyinlerinde düğüm ve plak birikmiş Özlem Ak İkinci Jonathan Holmes ve meslektaşları tarafından olmasına karşın, yaşamdaki hedefleri daha geliştirilen bu yöntemle, asfalttaki çatlaklar az olan kişilerden daha yüksek bilişsel kav- İTÜMoleküler Biyoloji ve Gene- otomatik olarak belirleniyor ve doldurulu- rama yeteneğine sahip olduğu gösterildi. tik Kulübü, 2007’den itibaren yor. Römork benzeri bir araca takılan cihaz, Yani hayatta bir amacımız olması, bizi be- her yıl düzenli olarak moleküler biyoloji stereo kamera ve ışık yayan diyot (LED) yindeki plakların ve düğümlerin zararlı et- ve genetik bilimlerine ilgi duyanları, ala- kullanarak yoldaki çatlakları tespit ediyor ve kilerinden koruyor. Bu çalışmaya göre, be- nında söz sahibi uzmanlar ile buluştu- araç saatte 5 km hızla hareket ederken çatlak lirli bir amaca yönelik etkinlikler, yaşlılıkta ruyor. Bu yıl 27-30 Ağustos tarihlerinde dolduruluyor. bile bilişsel yeteneklerimizi artırabiliyor. altıncısı düzenlenecek olan ve ülkemiz- deki moleküler biyoloji, genetik, biyoloji Bu cihaz, kırmızı ve yeşil LED ışıkları Çalışmayı yürüten Patricia A. Boyle ve ve ilgili alanlardan öğrencilerin, öğretim kullanan ve 3 mm’den daha küçük çatlakla- ekibi herhangi bir nörolojik rahatsızlığı ol- üyelerinin katılımlarının yanı sıra yurt rı tespit edebilen bir görme sistemi ile yo- mayan ve hayatını kaybetmek üzere olan dışından bazı bilim insanlarının katılaca- lun % 83’ünden fazlasını tanımlayabiliyor. 246 kişi üzerinde çalıştı. Bu kişiler ayrıntılı ğı Moleküler Biyoloji ve Genetik Öğrenci Çatlaklar 100 milisaniye gibi bir sürede bilişsel testlerin ve nörolojik sınavların yer Kongresi’nde oturumlar “Developmental kamera ile tespit ediliyor, fotoğraflanıp işa- aldığı bir klinik değerlendirmeye tabi tutul- Genetics and Neuroscience”, “Evolution and retleniyor ve ardından dolduruluyor. du. Bu kişiler ayrıca hayattaki amaçları ve Ecology”, “Drug Discovery and Cancer”, edindikleri tecrübelerden çıkardıkları ders- “The RNA World and Epigenetics”, “Bio- lerle ilgili sorulara da yanıt verdi. Ölümle- technology and Bioinformatics” ve “Stem rinden hemen sonra de beyin plaklarının Cells and Immunology” olarak, altı ayrı ana ve düğümlerinin miktarları ölçüldü. Araş- başlıkta gerçekleştirilecek. Ayrıca düzen- tırmacılar hayatta bir hedef sahibi olma- lenen çalıştaylara katılanlar sertifikalı eği- nın, beyin plakları ve düğümleri fazla olan tim alma şansına da sahip olacak. Kongre kişilerde bile bilişsel seviyeyi düşürmediği- hakkında daha kapsamlı bilgiye ulaşmak ni gördü. Beyindeki plaklar ve düğümler, ve kayıt olmak için www.mbgkongre. Alzheimer hastalığı olan kişilerde çok yay- itu.edu.tr adresini ziyaret edebilirsiniz. gındır. Bu plaklar ve düğümler hafızaya ve diğer bilişsel fonksiyonlara zarar verir. 6

Bilim ve Teknik Temmuz 2012 Sistem Georgia’da bir otoyolda ve asfal- Bu fotoğraf Ankara’da TÜBİTAK Baş- tın çatlak olduğu bir otoparkta denenmiş. kanlık Binası’nın çatısından Güneş’in doğu- Araştırmacılar cihazın çatlakları belirler- şu sırasında 9 cm çaplı bir telekoba bağlanan ken daha hassas olması için bir görüntü Canon 400D fotoğraf makinesiyle, filtre işleme yazılımı geliştirmeyi ve cihazın kullanılmadan çekildi. Fotoğrafta Güneş’in kapasitesini 4 metre genişlikteki bir yolda önünde görünen leke Venüs. Siluet halinde kullanılabilecek kadar artırmayı planlıyor. görünen tepeyse Ankara’nın doğusunda yer alan Hüseyingazi Tepesi. Venüs’lü İTÜ Ekibi geride bıraktı. İTÜ UYARI ekibi yarışmada Gündoğumu Dünya Birincisi hem tasarım hem performans bakımından yarışma jürisinden tam not aldı. Alp Akoğlu Alp Akoğlu İTÜ UYARI Model Uydu Takımı, İTÜ Venüs’ün 6 Haziran’daki Güneş’in Amerikan Ulusal Havacılık ve Uzay Araş- Rektörlüğü’nden, TÜBİTAK’tan, TEİ’den, önünden geçişi dünyada en çok iz- tırmaları Kurumu (NASA), Amerikan THY’den ve Hitit Yazılım’dan sponsorluk lenen ve görüntülenen gök olaylarından Havacılık ve Uzay Enstitüsü (AIAA) ve Ame- desteği aldı. Yarışmaya İstanbul Teknik biri oldu. Bir sonraki geçiş 2117’de gerçek- rikan Astronomi Topluluğu (AAS) katkıla- Üniversitesi’nden katılan Lagari Model leşeceğinden bu gök olayına ilgi büyüktü. rıyla her yıl ABD’nin Texas eyaletinde düzen- Uydu Takımı da 4. oldu. TÜBİTAK Bilim ve Teknik ve Bilim Çocuk lenen geleneksel Mikro Uydu Yarışması’nda dergilerinin okurları da, dergilerle birlikte İstanbul Teknik Üniversitesi’nin İTÜ UYARI dağıtılan gözlüklerle bu olayı izledi. Model Uydu Takımı dünya birincisi oldu. 6 Haziran sabahı Güneş Türkiye’de doğ- Çoğu ABD’den olmak üzere dünyanın duğunda geçişin yarısından biraz fazlası en iyi üniversitelerinden 35 ekibin yer aldığı bitmişti. Güneş Venüs’le birlikte doğdu ve yarışmada Türkiye’yi İstanbul Teknik Üni- gezegen onun önünde küçük bir leke gibi versitesi temsil etti. Mikro Uydu Yarışması göründü. Venüs’ün silueti 07:31’de Güneş Tasarla, Yap, Fırlat’a (Annual CanSat Com- diskine içten “değdikten” sonra Güneş’in petition-Design Built Launch) katılan İTÜ önünden çekilmeye başladı ve 7:49’da geçiş UYARI Model Uydu Takımı tüm rakiplerini sona erdi. 7

Haberler Geleceğin akılsız!!! LCD ekran veya plazma TV, Goog- kip edebileceksiniz. Öyle bir sistem ki du- Televizyonu le TV, Ikea TV, Apple TV, dev ekran ya da varı kaplıyor, kullanılmadığı zamanda ise Hayatımıza Farklı küçük ekran TV, hepsinin ortak bir yanı var: duvar nasıl görünüyorsa (boyanın rengi, Boyutlar Katacak Televizyonu açarız, bir şeyler izleriz, dinle- deseni veya duvar kâğıdı deseni) ekranda riz ya da internette geziniriz, sonra işimiz da aynı görüntü beliriyor, yani kapladığı Özlem Kılıç Ekici bitince de televizyonu kapatırız. Geleceğin duvarla mükemmel bir şekilde, tamamen televizyonu böyle olmayacak. Televizyon bütünleşiyor. Peki bütün bu özellikleri ba- Televizyon icat edildiği ilk günden iti- teknolojileri hızla gelişmeye devam ediyor. rındıran ve geniş alanları çevreleyen ekra- baren birçok insanın hayatındaki Önümüzdeki 5-10 yıl içinde “televizyon nı nasıl kontrol edeceğiz? Farklı görüntü- vazgeçilmez eğlence kaynaklarından biri- seyretmek” eylemi, klasik anlamından çok leri ekranda nasıl düzenleyeceğiz? Bu yeni si olarak popülerliğini korumaya devam başka bir şeye benzeyecek, hayatımıza farklı nesil televizyonlarda ne tür bir teknoloji ediyor. Kimisi televizyonda sinema filmi boyutlar katacak. kullanılmış? Sistemin yaratıcıları olan ve seyretmekten, kimisi haberlerden, yarışma ücretli interaktif televizyon kanallarını programlarından, kimisi de belgesellerden, Tasarlanan yeni nesil televizyonlar bö- geliştiren News Digital Systems (NDS) fir- yerli veya yabancı dizilerden hoşlanır. Sık da lünmüş devasa ekranları, üç boyutlu ve et- masının yetkilileri, İngiltere’deki merkezle- kullansak, nadiren de kullansak, televizyon kileşimli sistemleri ile yaşadığımız mekânı rinde “Surfaces” ismini verdikleri, çok ek- genelde evlerimizin demirbaşlarındandır. çepeçevre, âdeta bir duvar kâğıdı gibi sara- ranlı devasa büyüklükteki prototip televiz- İster eski tip, tüplü TV olsun, ister akıllı, ister rak televizyon izleme kültürümüze ayrı bir yonlarını tanıttı (http://www.wired.com/ tecrübe katacak. Daha da fazlası, ekranın gadgetlab/2012/05/nds-tv-of-the-future/, 8 bir kısmını ya da hepsini kullanarak farklı http://www.v-net.tv/nds-surfaces-the- programları, filmleri, web sayfalarını ya da next-revolution-in-tv/). Twitter zaman çizelgelerini aynı anda ta-

Bilim ve Teknik Temmuz 2012 Bu çok ekranlı dev televizyonun temelin- yada arkadaşlarımızla sohbet edebiliyoruz, Likenler de, yeni nesil düz ekran televizyonlarda yeni Skype’ta canlı görüşme yapabiliyoruz, elekt- Uzayda Hayatta yeni kullanılmaya başlanan OLED (organic ronik posta kutumuzu kontrol ediyoruz. Bir Kalabiliyor light emitting diode) görüntü teknolojisi diğer tarafta gazete haberlerinin ana başlık- kullanılıyor. Kodak tarafından geliştirilmiş larını takip ederken ekranın, örneğin sol alt Murat Yıldırım bir teknoloji olan OLED, ışık yayan diyot köşesinde hava ya da yol durumunu, piyasa (LED) familyasının organik olan son türü ve borsa haberlerini görebiliyoruz. Sevdiği- Amerikan Ulusal Havacılık ve Uzay olarak biliniyor. OLED’ler çoğunlukla düz miz radyo kanalında çalan müziklerin listesi Araştırmaları Kurumu (NASA), ekran için kullanılıyor ve LCD teknolojisi- sağ alt köşede beliriyor. Sevdiğimiz bir parça Amerikan Havacılık ve Uzay Enstitüsü ne alternatif olarak sunuluyor. Normal ola- çalarken televizyonu sessize getirip radyoyu (AIAA) ve Amerikan Astronomi Toplulu- rak çalışırken düşük enerji tüketmesi, ince etkinleştirebiliyoruz. Bu arada devasa ekra- ğu (AAS) katkılarıyla her yıl ABD’nin Te- ve hafif olması sayesinde son zamanlarda nın bir diğer köşesinde ise yatağında mışıl xas eyaletinde düzenlenen geleneksel Mik- cep telefonlarında kullanımı yaygınlaşmış. mışıl uyuyan bebeğin görüntüsü beliriyor, ro Uydu Yarışması’nda İstanbul Teknik Gelişmekte olan ve gelecek vaat eden bir yani bir bebek izleme monitörü de sisteme Üniversitesi’nin İTÜ UYARI Model Uydu teknoloji olmasına rağmen zamanla gün- dahil. Tüm duvarı kaplayan bu televizyonda Takımı dünya birincisi oldu. celliğini yitirdiği yönünde eleştiriler de var. bir de 4K kalitesinde bir sinema filmi izleme- OLED’ler tipik olarak iki elektriksel elekt- ye ne dersiniz? İşte size evde kurulmuş bir Çoğu ABD’den olmak üzere dünyanın rot arasında kalan, ışık yayan ve molekül sinema salonu. HD Ready ve Full HD’den en iyi üniversitelerinden 35 ekibin yer aldığı ağırlığı düşük organik malzemelerden veya sonra şimdi de yeni bir HD-TV teknoloji- yarışmada Türkiye’yi İstanbul Teknik Üni- polimer bazlı malzemeden oluşuyor. Farklı si olan 4K ile karşı karşıyayız. 4K geleceğin versitesi temsil etti. Mikro Uydu Yarışması katmanlara sahip LCD’lerden farklı olarak ultra yüksek dijital çözünürlük teknoloji- Tasarla, Yap, Fırlat’a (Annual CanSat Com- OLED’ler tek katmanlı. Çünkü yapılışları si olarak biliniyor ve televizyon üreticileri, petition-Design Built Launch) katılan İTÜ sırasında her katman diğeri üzerine kapla- ürünlerinde bu teknolojiyi kullanmak için UYARI Model Uydu Takımı tüm rakiplerini narak, yekpare olacak şekilde üretiliyor. çalışmaya başladı bile. Mevcut yayın ve içe- geride bıraktı. İTÜ UYARI ekibi yarışmada riklerin sahip olduğu en yüksek çözünürlük hem tasarım hem performans bakımından Başlangıçta gösterge uygulamaları için olan 4K, yatayda 4000, dikeyde 2000 piksel- yarışma jürisinden tam not aldı. geliştirilen OLED’ler parlak renkli görün- lik çözünürlüklerin genel adı, yani Full HD tüleri ile düşük güçte geniş görüş açısı sağ- demek olan 1080 pikselin tam 4 katı çözü- İTÜ UYARI Model Uydu Takımı, İTÜ layan ekranların yapılabilmesini sağlıyor. nürlük sunuyor. Bunların hepsini tek bir de- Rektörlüğü’nden, TÜBİTAK’tan, TEİ’den, OLED’ler genelde cam üzerinde üretiliyor, vasa ekranda, aynı anda tablet bilgisayar ya THY’den ve Hitit Yazılım’dan sponsorluk ancak plastik ve kıvrılabilir malzeme üze- da akıllı telefonumuz ile uzaktan kumanda desteği aldı. Yarışmaya İstanbul Teknik rinde de olabiliyorlar. Bu türden ekranların ederek yapabiliyoruz ve ekrandaki görüntü- Üniversitesi’nden katılan Lagari Model Uydu üretilmesinin ileride taşınabilir cihazlarda leri ayarlayabiliyoruz. Hatta bazı televizyon Takımı da 4. oldu. devrim yaratacağı konuşuluyor. Örneğin ce- programlarına ya da yarışma programlarına, binizden bir kalem çıkarıyorsunuz. Çekince oylamalara tabletimiz ile evimizden inte- açılıyor, üzerine rulo şeklinde sarılmış ekran raktif olarak katılabiliyoruz. Bu akıllı geniş ortaya çıkıyor. ekranlı televizyonlar sadece akıllı telefonlarla ya da tabletlerle kumanda edilmiyor, bunla- LCD ekranlarda gereken yandan ve arka- ra ilaveten el hareketleri ve sesle de kontrol dan aydınlatma OLED ekranlarda gerekmi- edilebiliyor. yor. Bu nedenle resim görüntü alanı ekranın üstünde ya da yanında devam ediyor, yani LG ve Toshiba bu yılın sonuna doğru ilk bu tür ekranlar yan yana getirilerek görüntü 4K televizyonlarını piyasaya süreceklerini devamlılığı sağlanabiliyor. İşte NDS firması duyurdu. Aynı şekilde LG ve Samsung’da da 6 OLED ekranı yan yan getirerek duvar bu yılın sonunda 1,4 metre büyüklüğündeki kâğıdı gibi görünen, aslında bölünmüş ek- ilk OLED televizyonlarını piyasaya sürecek- ranlardan oluşan dev televizyonu üretmiş. lermiş. Başlangıçta bu televizyonların 8000 Bu özelliğinden dolayı da ekranlar istediği- İngiliz sterlinine satılacağı söyleniyor. Ancak niz şekilde yan yana dizilebiliyor. Altı OLED piyasaya sürüldüğü tarihten itibaren en az iki paneli kullanılarak yapılan bu dev dikdört- yıl içinde piyasa değerlerinin 3000 sterline gen televizyonun büyüklüğü 1,4x3,6 metre. kadar düşeceği tahmin ediliyor. Önümüzde- Duvara monte edilen bu televizyon kulla- ki 5-10 yıl içinde de fiyatların 1000 sterline nılmadığında üzerinde bulunduğu duvarın kadar düşmesi bekleniyor. Biraz karmaşık görüntüsünü (duvardaki boyanın rengi veya ve pahalı değil mi? Her geçen gün gelişen duvar kağıdı deseni) ekrana yansıtıyor. Tele- teknolojiyi takip etmeyi sevenler için tüm vizyon açıldığında ise farklı farklı ekranlar- bunları anlamak ve yeni teknoloji ürünü bu daki temaları yan yana, alt alta ya da üst üste televizyonları ne pahasına olursa olsun kul- görebiliyoruz. Bir yanda sevdiğimiz bir prog- lanmaya başlamak çok da zor olmasa gerek. ramı seyrederken öteki tarafta sosyal med- 9

Haberler hava akınlarından korumak için geliştirilen gerçek hücrelerin çoğalması için bir petri ATILGAN modelinde sistemler zırhlı, paletli kabından daha uygun bir mikroçip kullan- Kaideye Monteli araca monte edilmiş halde, sistemde STIN- mış. Mikroçip üzerinde çoğalttıkları ilk or- Stinger, GER füzelerinin araç hareket ederken dahi gan ise solunum yapabilen bir akciğermiş. Hava Savunma atılabilmesini sağlayan stabilizasyon sistemi Mikroçip boyunca oluşturulan, hava ve sıvı Sistemimize var. Diğer konfigürasyon olan ZIPKIN Sis- akışı sağlayan kanallar sayesinde akciğer Katıldı temiyse Kara, Deniz ve Hava kuvvetlerinin hücreleri bu mikroçip üzerinde gelişebil- sabit tesislerinin ve birliklerinin korunması miş. Bu mikroçipin esnek olması sayesinde, Bülent Gözcelioğlu için geliştirildi. ZIPKIN ve ATILGAN bi- geliştirilen akciğer hücrelerinin aynı insan rimlerinin tüm fonksiyonları bilgisayar de- akciğerinde olduğu gibi kasılıp gevşemesi ASELSAN tarafından geliştirilen Türki- netimli. 24 saat, her türlü hava şartında he- için kanallara vakum basıncı uygulanmış. ye’nin ilk milli hava savunma sistemi deflere otomatik olarak füze yönlendiriyor, Araştırma ekibi mekanik kuvvetin hücre- KMS (Kaideye Monteli Stinger) teslimatla- takip ediyor ve ateş ediyor. nin davranışını etkilediğini görmüş. rı tamamlandı ve son beş KMS de TSK’ya törenle teslim edildi. Alçak irtifa hava sa- Organlar Artık Son günlerde Enstitü’de mikroçip üze- vunmasının önemli bir kuvvet çarpanı olan Çip Üzerinde rinde bağırsak hücrelerinden insan bağırsa- KMS Sistemi, temel silah olarak Stinger fü- ğı geliştirilmiş. Çip üzerinde geliştirilen bu zesi kullanan ve tüm işlevleri bilgisayar de- Özlem Ak İkinci insan bağırsağı bağırsakların sindirim sıra- netimli, yüksek teknolojiye dayalı, gelişmiş sındaki hareketine benzer dalga hareketine bir hava savunma sistemi. 1989’da ihtiyaç Bilim insanları araştırmakta oldukları maruz bırakılmış. Sindirim sırasında besin- analizi ve kavramsal tasarımı başlayan KMS ve henüz piyasaya sürülmemiş ilaçları lerin ve diğer bileşiklerin emilimi için çok projesi fizibilite, konfigürasyon belirleme ve hayvanlarda test ediyor. Fakat hayvanlar- önemli olan ve vili denilen parmak benzeri geliştirme çalışmalarının ardından 2001’de da test edilen ve olumlu sonuçlar alınan yapılar, petri kabında büyütülen hücrelerde imzalanan seri üretim sözleşmesiyle haya- bazı ilaçlar insanlarda denendiğinde bazen oluşmazken mikroçip üzerinde büyütülen ta geçti. Prototip geliştirme dönemi ve seri aynı olumlu sonuçlar alınamıyor. Bir ilacın hücrelerde oluşmuş. Bilim insanları bağır- üretim hattı kalifikasyon onayı kapsamında, ilk olarak insanlar üzerinde denenmesi ise sak hücrelerinde yaygın olan bakterileri de zorlu testlere ve sahra denemelerine tabi tu- elbette çok tehlikeli. Harvard Üniversitesi mikroçip üzerinde gelişen hücrelerde ço- tulan KMS sistemleri ile bugüne kadar yapı- Wyss Enstitüsü müdürü Donald Ingber bu ğaltabilmiş. lan atışların tümünde tam isabet kaydedile- çalışmaları laboratuvar ortamında çoğaltıl- rek büyük bir başarı kazanıldı. KMS sistemi mış insan hücreleri üzerinde yapmayı öne- Bu yöntem araştırmacılara daha do- 2005’te açılan ihalede iki Alman firmasını riyor, ama petri kabındaki hücrelerde de- ğal bir ortamda insan hücreleriyle çalışma eledi ve Hollanda ordusunun da tercihi oldu. ğil. Ingber ve ekibi hücrelerin gelişimi için ve hücrelerin ilaçlara nasıl yanıt verdiğini KMS Sistemi, ATILGAN ve ZIPKIN olmak şeffaf, hücre dostu malzemeden yapılmış, test etme şansı veriyor. Fakat Ingber bir üzere iki ayrı konfigürasyonla kullanıma kaç çipin birbirine bağlanacağı bir yöntem sunuldu. Hareket halindeki zırhlı birlikleri bulmak üzere çalışmalarına devam ediyor. Ingber ve arkadaşları kalp, akciğer, mide, bağırsak ve böbreği mikroçip üzerinde geliştirip birbirleriyle etkileşimlerini sağ- layarak, vücutta süreçlerin nasıl işlediğini, farklı organların ve farklı hücrelerin çeşitli bileşiklere nasıl tepki gösterdiğini inceleye- bileceklerini düşünüyor. 10

Bilim ve Teknik Temmuz 2012 Teleskobik Uzay tüpü geliştirdi. Bu tüpün uzunluğu yaklaşık performansı bundan sonra belli olacak. Teleskobu 10 metre. Her şey yolunda giderse, ki öyle görünüyor, NuSTAR sayesinde gökadamızdaki ve diğer Alp Akoğlu Tüpün uzatılır olmasının nedeni bu ka- gökadalardaki karadelikleri ve diğer X-ışını dar uzun bir yükün uzaya fırlatılmasının kaynaklarını daha iyi görebileceğiz. Araş- NASA, evreni X-ışını dalga boylarında mümkün olmayışı. Teleskop fırlatıldıktan tırmacılar buna bağlı olarak önümüzdeki inceleyecek olan NuSTAR adlı uydu dokuz gün sonra, küp şeklinde toplam 56 süreçte çok daha fazla karadelik keşfedile- teleskobunu 12 Haziran’da fırlatmıştı. Uydu- parçadan oluşan tüp bir motor yardımıyla ceğini düşünüyor. nun evrendeki X-ışını kaynaklarının yüksek uzatıldı. Toplam 26 dakika süren bu işlem çözünürlüklü fotoğraflarını çekmesi bekle- başarıyla tamamlandı. NuSTAR bir uçaktan fırlatılan Pegasus niyor. Bu anlamda evrene yeni bir pencere roketi ile Dünya çevresindeki yörüngesine açması beklenen NuSTAR’ın ilginç bir özel- NuSTAR ekibi önünmüzdeki günler- yerleştirildi. liği, uzun teleskop tüpü, uydu uzaya fırlatıl- de teleskoptan ilk ışığı alacak. Teleskobun dıktan sonra uzatıldı. X-ışınları, yüksek enerjisi nedeniy- le çoğu engeli aşabiliyor. Bu nedenle bir X-ışını telekobunda optik teleskoplarda kullanılan aynalar işe yaramıyor. Işınlar ay- naların içinden geçip gidiyor. X-ışınlarını yansıtmanın tek yolu ışınları aynaya dik değil, neredeyse paralel olarak göndermek. Işınlar ancak aynaya çok küçük açılar yapa- cak şekilde ulaştığında yansıtılabiliyor. Ne var ki bu durumda neredeyse düz olan, özel aynalar kullanmak gerekiyor. Ayna düzleş- tikçe odak uzunluğu artıyor. Odak uzun- luğunun fazla olması, aynayla dedektör- ler arasındaki mesafenin artması demek. Mühendisler, aynayla dedektör arasında bir mesafe olmasını sağlayabilmek için, NuSTAR’a özel, uzatılabilir bir teleskop 11

Sadi Atılgan Büyük Yarış Başlıyor! TÜBİTAK tarafından 2005 yılından Hidromobil araçları için ücretsiz yakıt, beri her yıl düzenlenen Alternatif Ener- teknik destek ve kuru buz Linde Gaz A.Ş. jili Araç Yarışları bu yıl 9-15 Temmuz tarafından sağlanacak. Firma ayrıca takım- 2012 tarihleri arasında İzmit Körfez ların günde bir öğün olmak üzere dört gün Pisti’nde yapılacak. Bu yıl toplam 40 tabldot yemeğini ve final günü verilecek üniversitenin yarışacağı yarışlarda For- kumanyayı da ücretsiz sağlayacak. Katılım- mula G-Güneş Arabaları Yarışı’na 42 cıların günlük içme suyu ihtiyacı Derince takım, Hidromobil-Hidrojen Enerjili Belediyesi-Çenesuyu’nca karşılanacak. Araba Yarışlarına 24 takım katılacak. Bu yıl Güneş Enerjili Araç Yarışları’nın Ayrıca Kocaeli Büyükşehir ve Körfez sekizincisi, Hidromobil Yarışları’nın belediyelerince gerek yarış öncesinde yol, ise altıncısı yapılacak. Yarışa ilk defa asfalt ve çevre düzenlemesi, ilaçlama ko- katılacak 10 takım var. Daha önceki nularında verilen destek ve yarış hafta- yarışlarda da olduğu gibi tüm takım- sında verilecek temizlik, güvenlik, itfaiye ların birbirlerine destek vereceğinden, ve sağlık hizmetleri için emeği geçen ve yardımlaşma, dayanışma duygusu ile geçecek tüm personele teşekkür ediyoruz. hareket edeceğinden eminiz. Onlar ül- kemizin geleceği için yarıştıklarının bi- Yarışlar ile ilgili her türlü duyuru ve bil- lincinde finale hep birlikte gidecekler. gi için lütfen web sayfamızı takip ediniz. http://www.tubitak.gov.tr/sid/850/ pid/461/index.htm 12

Bilim ve Teknik Temmuz 2012 9-15 Temmuz 2012 - İzmit Körfez Pisti 13

Ctrl+Alt+Del Levent Daşkıran Apple’dan Yeni Patent: “Kara Murat Benim!” Sosyal medya kullanımı, sitelerin tarayıcılara bıraktığı çerezler, pazar- da potansiyel görmesi kayda değer bir durum. Apple’ın bu patenti hayata lama odaklı kullanıcı takip sistemleri, çevrimiçi izleme araçları derken, in- geçirip ürünlerinde kullanacağının şimdilik bir garantisi yok, ama bu ano- ternette dolaştığınız süre boyunca arkanızda ne kadar çok iz bıraktığını- nimlik ihtiyacı konusundaki gelişmeleri yakından izlemekte fayda var. Ko- zı tahmin bile edemezsiniz. Bu durum, her kim olursa olsun internet or- nuya dair detayları bit.ly/patentyapple adresinde okuyabilirsiniz. tamında sizi takip etmek ve davranışlarınızı kontrol altında tutmak iste- yenlerin de eline büyük koz veriyor. Özellikle de pazarlamacılar bu bilgile- ri elde etmek adına büyük yatırımlar yapıyor ve topladıkları bilgiyi kendi amaçları için kullanmak için her fırsatta karşınıza çıkmaktan çekinmiyor. Apple’ın yeni patent başvurusu bu konuya hayli ilginç bir yaklaşım getiriyor: Sanal dublörler. Yani internet üzerindeki varlığınızı taklit ede- cek, dışarıdan bakıldığında sizden ayırt edilemeyecek, ama gerçekte sizin davrandığınızdan farklı şekillerde davranarak hedef şaşırtacak sanal pro- filler. Böylece sizi dışarıdan izlemeye çalışanların, alternatif profiller ara- sından hangisinin gerçekten size ait olduğunu anlamakta zorlanacakla- rı ve davranışlarınız üzerindeki denetimlerini kaybedeceği düşünülüyor. Gerçi bu durumun, zaten bilgi kirliliğinin iyice yaygınlaştığı ve doğru bilgiye ulaşmanın giderek zorlaştığı internet ortamında işleri daha da ka- rıştıracağına dair endişesini dile getirenler de var. Diğer yandan Apple’ın, veri madenciliği yapan ve aldığınız nefesin dahi peşinde olan Google gi- bi şirketlerin aksine, anonimliği bir değer olarak tanımlaması ve bu alan- Cep Telefonunuz Çekmiyorsa Sorun Yok, Şemsiye Var Cep telefonu operatörü Vodafone, İngiltere’deki University Col- Şemsiyenin ilk sınavı yine İngiltere’de düzenlenen Isle of Wight lege London araştırmacısı Dr. Kenneth Tong’un liderliğinde, Bo- Festivali kapsamında olacak. Festivalde kullanılacak şemsiyeler bir oster Brolly adlı ilginç bir projeye imza attığını duyurdu. Boos- yandan festivale katılanları yağmurdan ve güneşten korurken, bir ter Brolly, ihtiyacınıza göre ister yağmurdan, ister güneşten ko- yandan da gerçek kullanıcı deneyimi eşliğinde ürünün mobil de- runmak için kullanabileceğiniz bir şemsiyeden ibaret gibi görü- neyimi iyileştirme konusunda ne ölçüde başarılı olduğuna bakı- nüyor. Ama kendine göre bazı özellikleri var. Örneğin üzerinde lacak. Buradan gelecek yorumlar eşliğinde ürünün seri üretimi- yer alan özel anten tertibatı sayesinde 1 metre çapındaki bir alan- ne geçme ihtimalinin bile söz konusu olabileceği söyleniyor. Üre- da yer alan cep telefonu sinyallerinin gücünü artırarak telefon- time geçerse festival katılımcılarının yanı sıra saha çalışanlarını ların çok daha iyi çekmesini sağlıyor. Ayrıca üzerindeki esnek gü- ve sık seyahat edenleri de memnun edecek bir ürün olacağı ke- neş panelleriyle güneş enerjisini toplayarak şemsiyenin sapın- sin. Detaylar için bit.ly/boosterbro adresini ziyaret edebilirsiniz. da yer alan pile aktarıyor. Böylece şemsiyenin sapı üzerinde yer alan USB yuvasına bağlayacağınız cep telefonunuzu veya diğer elektronik cihazlarınızı şarj edebiliyorsunuz. Tüm bunların kar- şılığında taşımanız gereken toplam ağırlık 900 gram civarında. 14

Bilim ve Teknik Temmuz 2012 [email protected] Microsoft Tabletini Nihayet Masaya Koydu Bilim ve Teknik dergisinin Haziran 2012 sa- Gelelim Microsoft’un Surface adını ver- züstü bilgisayarlarda kullanılan 3. nesil Core yısında yayımlanan, tabletlerle ilgili yazımda diği tabletlerine. Microsoft’un yeni tabletle- i5 serisi işlemcilerden güç alacak. Bunu gün- iOS ve Android işletim sistemiyle çalışan tab- ri dokunmatik kullanım için özelleşmiş işle- delik bilgisayarınızın tablete dönüştürülmüş letlerden uzun uzadıya bahsetmiş, yazının tim sisteminin yanı sıra donanım ve aksesu- hali gibi de düşünebilirsiniz. Kullanım potan- sonunda da Microsoft’un yeni çıkacak Win- ar tarafında da hayli ilginç yeniliklerle geliyor. siyeli açısından heyecan verici bir yaklaşım, dows 8 işletim sistemini temel alan bir tab- Örneğin tabletin arasında yer alan küçük bir fakat özellikle bilgisayar üreticileri şimdiden let hazırlığında olduğunu duyurmuştum. Ya- destek, herhangi bir aksesuar kullanmaya ge- bu konuda endişelerini yüksek sesle dile ge- zıyı yazdığım dönemde yeni tabletlerin ne rek kalmadan tabletin koyduğunuz yerde dik tirmeye başladı bile. Örneğin birçok kişi, böy- zaman tanıtılacağı belli olmadığı için kesin durmasını sağlıyor. Küçük bir detay, ama as- le bir ürünün Intel’in yeni tanıttığı Ultrabook bir tarih verememiştim, ama neyse ki sonuç- lında çok da önemli. Microsoft’un Touchpad kavramını ve MacBook Air gibi ince bilgisa- ları görmek için fazla beklememiz gerekme- ve Typepad adını verdiği manyetik kılıflar ise, yarları gereksiz hale getireceğini düşünüyor. di. 2012 Haziran ayında tablet piyasasındaki ekranın üzerinden sıyırıp tabletin önüne ser- Bu da zaten birkaç yıldır tabletlerin yaygın- yaklaşık 2 yıllık sessizliğini bozan şirket, dü- diğinizde incecik birer klavyeye dönüşüyor. laşmasının PC satışlarında neden olduğu dü- zenlediği bir basın toplantısıyla tablet vizyo- Böylece tablet kullanırken arada bir de olsa şüşü sırtlanmak zorunda olan üreticiler için nunun neye benzediğini ortaya koydu. klavyeye ihtiyaç duyduğunuzda ek bir şey ta- yeni endişeler anlamına geliyor. şımak zorunda kalmadan, aygıtın ağırlığını Aslında Microsoft’un tableti beklediği- ve kalınlığını çok da fazla etkilemeden tab- Microsoft’un hedefi yeni ürünlerini, bu mizden çok da farklı değil. Microsoft, ilk kez leti bir nevi dizüstü bilgisayara dönüştürebi- yılın sonuna doğru gerçekleştirilmesi bek- gündeme getirdiği bir strateji eşliğinde Win- liyorsunuz. Köşeden köşeye yaklaşık 27 san- lenen Windows 8 tanıtımını takiben yıl bit- dows 8 üzerinde yer alan Metro kullanıcı ara- tim boyundaki HD ekranları parmak yerine meden piyasaya sürmek. Bana sorarsanız yüzünü dizüstü bilgisayardan akıllı telefon- dokunmatik kalemle kullanmayı tercih ede- Microsoft’un bu yeni üründe donanım ve ya- lara, tabletlerden televizyonlara kadar aklı- biliyorsunuz. Kalemi kullanmadığınız zaman zılım olarak ortaya koyduğu vaatler, özellikle nıza gelebilecek her türlü bilgi işlem platfor- yerleştirebileceğiniz manyetik bir tutucu da de Windows 8 etrafında birleşen ortak plat- mu için ortak bir arayüz olarak konumlandı- tablet üzerinde yer alıyor. form vaadi son derece dikkat çekici. rıyor. Böylece uygulama geliştiriciler herhan- gi bir platform üzerinde hazırladıkları yazılı- İşin donanım platformu kısmı da ilginç. Acaba nihayet birileri tablet piyasasının mı kolayca her türlü cihaza uyumlu hale ge- Microsoft Surface tablet, donanım olarak lideri Apple’ı aceleyle hayata geçirilmiş bir tirme şansı yakalarken, kullanıcılar da her bir ARM mobil işlemciye sahip Surface for Win- alternatiften öte iyi düşünülmüş bir ürün- farklı cihaz için farklı kullanım şekilleri öğren- dows RT ve klasik dizüstü bilgisayarlara ben- le rekabet açısından zorlayabilir mi? Hani mek ve bunlara alışmak zorunda kalmaya- zer bir donanım profili kullanan Surface for Apple kötü ürünler yaptığından değil, ama cak. Büyük uygulama simgeleri ve birbirin- Windows 8 Pro olmak üzere, iki ayrı dona- Android’den çok daha iyi bir rakibe ihtiyacı den net olarak ayrılmış bölümler eşliğinde nım seçeneğiyle gelecek. Bu donanım profil- olduğu da kesin. Ben bu kez hayli ümitliyim. hayata geçirilen bu arayüzün, özellikle do- lerinden ikincisi özellikle ilginç, zira Pro sürü- Yine de ilk ürünleri elimize almadan karar kunmatik kullanım için tasarlandığını da be- mü Intel’in dizüstü bilgisayarlarında tabletle- vermemek lazım. Yeni tabletlere dair tüm de- lirtmekte fayda var. re özgü mobil işlemciler yerine, bildiğimiz di- tayları surface.com adresinde bulabilirsiniz. 15

Tekno - Yaşam Osman Topaç HP Passport Mini Kablosuz DIR-505 aynı zamanda, bir kablosuz 1912nm yayın tekrarlayıcı olarak da Yönlendirici: kullanılabiliyor. Diğer bir ifadeyle, Internet Monitor D-Link SharePort belli bir noktadan kablosuz yayın alanı içinde çalıştırılan DIR-505, HP Passport 1912nm bir ARM D-Link tarafından piyasaya sürülen aldığı sinyalleri güçlendirerek işlemci, 2GB flash bellek, 1GB SharePort DIR-505 küçük bir yeniden yayın yapıyor ve bu sayede RAM bellek ve 1366 x 768 piksel kablosuz ağ yönlendiricisi. Sürekli kablosuz ağ alanını genişletmiş çözünürlüğe sahip 18,5 inch hareket halinde olan bilgisayar oluyor. DIR-505’in diğer bir marifeti büyüklüğünde “hepsi-bir-arada” kullanıcıları için tasarlanan DIR-505, ise DIR-505’in USB portuna bir internet monitörü. Bu ekran kablolu interneti kablosuz yayına bağlanan bir sabit disk üzerindeki üzerinde 5 tane USB port, ethernet çevirebiliyor. Bu sayede kalabalık dosyalara kablosuz ulaşabiliyor girişi ve 4-in-1 kart okuyucu var. gruplar, var olan bir internet olmanız. Yine aynı USB porta Çok basit bir arayüzü olan Passport kaynağını kolaylıkla paylaşabiliyor. bağlayacağınız USB yazıcınıza da 1912nm bilgisayar ekranında DIR-505 üzerinde bulunan USB sadece 5 ikon var ve bu ikonları portu ile ulaşabiliyorsunuz. DIR- kullanarak Firefox üzerinden 505’in bahsedeceğimiz son özelliği internete girebiliyorsunuz, çok önemli gibi gözükmese bile müzik dinleyebiliyorsunuz, bazen hayat kurtarıcı olabilecek video seyredebiliyorsunuz veya bir özellik: DIR-505 üzerindeki fotoğraflarınıza bakabiliyorsunuz. USB portu kullanarak cep HP tarafından otel lobileri, telefonunuzu şarj edebiliyorsunuz. havaalanları ve benzeri ayaküstü bilgisayar kullanım ihtiyacının www.dlink.com çok olduğu iş alanları için piyasaya sürülen 1912nm, hem ekonomik fiyatı hem de kullanım kolaylığı ile ön plana çıkıyor. www.hp.com 16

Bilim ve Teknik Temmuz 2012 [email protected] Belkin’den Cebinizdeki Ekonomik Ev Masaüstü PC Otomasyonu Cihazı: WeMo Akıllı cep telefonlarında kullanılan işlemci hızı her geçen Evde, işte, cepte, her yerde internet Bu uygulama sayesinde iPhone/ gün artıyor. 2000’li yılların ulaşımı sıradanlaştı, ama internetin iPad evdeki elektrikli cihazlarınızı başında masaüstübilgisayarlarda ev otomasyonunda kullanımı yönetebildiğiniz bir uzaktan kullanılan CPU hızlarına yakın hızlara konusunda tabana yayılan bir kumandaya dönüşüyor. sahip işlemciler, günümüzde uygulamadan bahsetmek pek Ayrıca bu uygulamayı kullanarak cep telefonlarında kullanılmaya mümkün değil. Pazardaki bu ihtiyacı cihazların açılış kapanış başlandı. Bu durumdan gidermek üzere piyasaya sürülen saatlerini gün ve saat olarak faydalanmak isteyen Canonical programlayabiliyorsunuz. WeMo firması tarafından geliştirilen paketinin diğer bir parçası da özel bir Ubuntu paketi, Google hareket algılayıcısı olan bir cihaz. ve Open Handset Alliance tarafından Bu cihazı çalıştırdığınızda, cihazın geliştirilen Linux OS tabanlı algılama alanı içinde bir hareket Android işletim sistemi üzerinde olduğunda cihazın bağlı olduğu çalışarak akıllı cep telefonunuzu bir elektrikli alet çalışmaya başlıyor masaüstü PC olarak kullanmanızı ve bu aletin çalışmaya başladığı mümkün kılıyor. Ubuntu programı, bilgisi cep telefonunuzdaki normal bir masaüstü PC’de uygulamaya bir uyarı mesajı olarak olması gereken bütün fonksiyonlara geliyor. Bütün bu özelliklere sahip bir tür paket program. ek olarak WeMo IFTTT (www.ifttt.com) Cep telefonunuzda Ubuntu uyumlu bir cihaz. Bu ne anlama kullanmak için sadece HDMI monitor, geliyor? Örneğin WeMo hareket klavye ve fare bağlama cihazı sensoru tetiklendiğinde cihaz kullanmanız yeterli. Cep telefonları size twit, e-posta yada Facebook için Ubuntu programını piyasaya mesajı gönderebiliyor. IFTTT süren Canonical firması, akıllı telefon ile uyumlu olma özelliği pazarındaki büyük oyunculardan WeMo’nun muhtemel kullanım bir veya bir kaçını Ubuntu kullanımı alanlarını çok genişletiyor. için ikna edebilirse, artık otellerde, havaalanlarında veya metro www.belkin.com istasyonlarında telefonla çalışan monitor, klavye, fare istasyonları görebiliriz. www.ubuntu.com WeMo, internet üzerinden evdeki elektrikli cihazların açılmasını/ kapatılmasını mümkün kılan bir cihaz. Evinizdeki kablosuz ağa bağlanan WeMo’ya iPhone veya iPad gibi cihazlarınıza ücretsiz olarak indirebileceğiniz bir uygulama üzerinden ulaşabiliyorsunuz. 17

Kadir Demircan Citius, altius, fortius Daha hızlı, daha yüksek, daha güçlü! Ama nasıl? Olimpiyat Arenasında Genetiği Değiştirilmiş Atletler (GDA) Gen Dopivengi 18

>>> Bilim ve Teknik Temmuz 2012 MÖ 490, yani Çid Seddi’nin yapımının Teknoloji tın madalyası Amerikalı Carl Lewis’e devam ettiği yıllar.TÜBİTAK Popüler Bilim Olimpiyat Ruhuna verildi. İdrarında stanozol maddesi Kitapları arasında 2011’de yayımlanan Ne Yaptı? tespit edilen Johnson, ayrıca diana- Neden CanımızYanar? adlı bol, testosteron ve büyüme hormo- kitapta bu yıllardan şöyle bahsediliyor. 1896 yılında başlayan olimpiyat nu da kullandığını itiraf etti. Ben- “PerslerYunanlara saldırdı.Yunanlar Persleri sporları dostluğun, dürüstlüğün ve zer şekilde Macar atlet Róbert Faze- püskürttü. Komutan Miltiades, Atinalılara centilmenliğin simgesi. Buna “olim- kas, 2004’teki etkinliklerde erkekler müjde vermek için bir haberci gönderdi. piyat ruhu” deniyor. Bu sporlar vü- disk atmada olimpiyat rekoru kırdı, Efsaneye göre, hızlı bir koşucu olan Pheidippides cudun yanısıra zihni, iradeyi ve ru- ancak yarış sonrası “anti-doping ku- savaşın olduğu Maraton Platosu’ndan Atina’ya hu da güçlendiriyor. Ancak işin rallarını ihlal ettiği” açıklanarak al- kadar kırk iki kilometreyi hızlıca koşmuş, ucunda her sporcunun rüyası olan tın madalyası ve rekoru geri alındı. nefes nefese müjdeyi verdikten sonra olimpiyat madalyası, dünya çapın- 2000 Sidney Olimpiyatları’nda ise oracıkta düşüp ölmüştür”. Bu olay, da üne kavuşmak ve milyon dolar- daha da ilginç bir şey oldu. Antonio gerçekten oldu mu?Tarihçi Herodot’a göre lık reklam anlaşmaları olunca, ba- Pettigrew’un EPO maddesi kullana- Pheidippides Atina’dan Sparta’ya yardım çağrısı zen olimpiyat ruhu unutulup yanlış rak doping yaptığı 2008 yılında an- için gönderildi. Ancak, Pheidippides’in yollara sapılabiliyor. Hayal kırıklığı laşıldı. 4x100 metre bayrak yarışın- günümüz Olimpiyat Oyunlarının kurucusu oluştursa da hemen hemen her spor da dünya rekoru kıran ABD takımı Pierre de Coubertin’in 42.195 metrelik maraton organizasyonunda bir doping skan- 8 yıl sonra diskalifiye edilerek ma- koşusu fikrine ilham kaynağı olduğu kesin. dalıyla karşılaşmak artık sıradan ha- dalyaları geri alındı, yani ancak ta- le geldi. Dopingi engellemek pek de kım 8 yıl boyunca olimpiyat şampi- mümkün görünmüyor. En ünlü do- yonluğunun tadını çıkardıktan son- ping skandalını hatırlayalım: Na- ra! 2006 yılında ise Alman bir antre- im Süleymanoğlu’nun altın madalya nör, lise öğrencisi sporculara perfor- aldığı 1988 Seul Olimpiyatları’nda mans artırıcı ilaçlar vermekle suç- Ben Johnson 100 metrede dünya re- landı. Yani başlıktaki soruyu “do- koru kırmasına rağmen doping yap- ping icat oldu centilmenlik ve olim- tığı için diskalifiye edildi. Rekoru piyat ruhu unutuldu” diye cevapla- kayıtlardan çıkarılan Jonhson’un al- mak mümkün. 19

Gen Dopingi Sporcular Eşit mi? 1600 metreyi 4 dakikanın altında koşan ilk atlet Roger Bannister’a ait mine yol açıyor. Yani daha fazla miktardaki kırmızı kan hücresi akciğer- olan“sporcular eşit doğmaz”ifadesi tartışmalı olmakla birlikte, insanların lerden dokulara daha fazla oksijen taşıyor. Bu da sporcu dayanıklılığında etnik kökenleri bazen avantaj sağlayabilir. Örneğin Batı Afrikalı koşucu- ve oksijen taşıma kapasitesinde % 25’lik bir artışa yol açıyor. Performan- lar kısa mesafelerde başarılı iken Doğu Afrikalı koşucular maratonda ba- sı artıran bir diğer doğal gen, myostatin. Myostatin geninde mutasyon şarılıdır. Asyalılar ise yüzmede başarılıdır. Ama bir de doğuştan dopingli olan canlılar daha iri ve kaslı olur. Bu genin kusurlu olması, erken yaşlar- olanlar var! Finlandiyalı kayakçı Eero Mantyranta bunlardan biri. Spor ta- da çok güçlü kaslara sahip olunması sonucunu doğurur. Geleceğin spor- rihinde özel bir yeri var. 1964’te Avusturya’nın Innsbruck kentinde yapı- cularında da Mantyranta’nın genlerindeki doğal mutasyon gibi gen de- lan olimpiyatların şampiyonu Mantyranta’nın EPO reseptör geninde nor- ğişimleri olacaktır. Bu yüzden sporla uğraşmak isteyenlerin, atletlerin, as- mal insanlarda olmayan bir farklılık var. Mantyranta’da doğal bir şekilde kerlerin ve futbolcuların fiziksel kapasitelerinde rol alan genlerin tespi- oluşan genetik mutasyon, daha fazla miktarda kırmızı kan hücresi üreti- ti önemlidir. Neden Doping Yaparlar? İngilizce “dope”, Flamanca “dop” kökünden gelen “doping” ke- limesinin hikâyesi, bir Zulu kabilesine dayanıyor. Kabile üyeleri savaşta cesaretleri artsın diye üzüm posasından yaptıkları “dop” adında bir içecekten içiyorlarmış. Yapılan bir ankete göre sporcuların % 60’ı son 6 ayda doping yaptığını kabul ederken % 75’i dopingin vücuda zarar verdiğini kabul ediyor. Yani bile bile zararlı madde kullanıyorlar. Etik ku- rallara ve centilmenliğe aykırı olduğu biliniyor, ama dopingden vazgeçilmiyor; çünkü işin ucunda ün ve para gibi insanın hoşu- na giden şeyler var. Bunlar hırsla birleşince doping de kaçınıl- maz oluyor. Özellikle 2004 Atina ve 2008 Pekin olimpiyatların- da -başta halter gibi güce dayalı sporlar olmak üzere- pek çok do- ping vakası ile karşılaşıldı. 2004 Atina Olimpiyatları’nda sporcu- lardan alınan 2815 örnekten 26’sında doping tespit edildi. Tes- pit edilemeyenler ise bir sır. Yarışmanın bitiminde veya sonuç- ların bildirilmesinden sonra doping kontrolü yapılacak sporcu- ya organizasyon komitesinin bir gözlemcisi tarafından bir belge verilir. Sporcu en kısa sürede doping kontrol merkezine başvur- mak zorundadır. Yasak olan yüzlerce ilaç ve bu ilaçların parçalan- mış ürünlerinin idrarda ve kanda araştırılması için gaz kroma- tografisi, yüksek basınçlı sıvı kromatografisi ve spektrometrik öl- çümler gibi karmaşık biyokimyasal analizler gerekir. Örnekte do- ping maddesi olsa da çeşitli nedenlerle her zaman saptanamaya- bilir veya her zaman sporcudan doping için örnek istenmeyebilir. Son yıllarda artık gen dopingi revaçta. Hem daha etkili hem de tespit edilmesi daha zor. Londra ve sonrasındaki olimpiyat- larda gen dopingleri gündeme gelmeye başlayacak gibi görünü- yor. Londra Olimpiyatları’nda her gün 400 doping testi yapıl- ması planlanıyor. Bunlar Pekin Olimpiyatları’ndakilere göre da- ha hızlı ve doğru sonuç veren testler olacak (http://tr.euronews. com/2012/04/26/2012-olimpiyatlarinda-doping-savasi 20

>>> Bilim ve Teknik Temmuz 2012 Sporda Hile Her Zaman Var Yeni bir alan olan bireysel tıp, bu konuyla ilgilenir. Gene- Spor Hukuku Enstitüsü baş- revi ronikol kullanımı. Yine aynı tik tarama testleri ile kişiye özel spor dalı seçiminde ve kişiye kanlarından Kısmet Erkiner olimpiyatlarda ABD’li atlet Nick özel antrenman programlarının düzenlenmesinde,bireysel sporda hile hakkında özetle Howard 400 m. engelli koşusu- tıbbın büyük katkısı olacaktır. Kişinin kas yapısına, perfor- şunları söylüyor: Hile ve aldat- nu 3. sırada bitirir, ama ölür. Teş- mans genlerine ve hücresel metabolizma belirteçlerine ma, müsabaka ile beraber doğ- his: Aşırı dozda eroin kullanımı. bakarak “yüzücü olmak istiyorsun, ama maratoncu olman muştur denilebilir. Kayıtlara ge- 1963’te iki boksör, Billy Beno ve daha iyi olacak” veya “omuz kaslarındaki hızlı lif oranı iyi, çen ilk doping olayı 1865 tarih- Jupp Elze ölür. Teşhis her ikisi ciritçi olman seni daha avantajlı kılar” türünden tavsiyeler li yüzme müsabakasından. Ay- için de aynıdır: Aşırı dozda ero- verildiğini duyar hale geleceğiz. Belki de bu genetik geliş- nı yılda maratonda ve bisiklet- in kullanımı. Bunların yanı sı- melerle beraber futbol sahalarında sıkça görmeye başladı- te de doping yapıldığı kayıtla- ra nice isimsiz sporcu da ben- ğımız ani kalp krizleri ve genç sporcu ölümlerinin de önü- ra geçmiş. Galli bisikletçi Art- zer nedenlerle yaşamlarını yi- ne geçilebilecek. hur Linton 1896’da morfin kul- tirmiş veya sakat kalmıştır., Bel- lanmış ve iki ay sonra ölü bu- çikalı bisikletçi Eddy Merckx’in Gen Tedavisinden Gen Dopingine lunmuştur. 1904 Saint-Louis tam bir doping ürünü oldu- Olimpiyatları’nda ABD’li Tho- ğu artık biliniyor. 1988 Seul Teknolojinin gelişmesiyle eski doping yöntem- mas Hicks, maraton yarışını Olimpiyatları’nda yaşanan Ben leri yavaş yavaş gündemden düşmeye başlıyor. Yeni herkesin gözü önünde yaptır- Johnson olayı, doping konu- trend gen dopingi, yani hastalara uygulanan gen te- dığı iki striknin iğnesi sayesin- sunda artık harekete geçilme- davisinin sağlıklı kişilerde kullanılması. Gen tedavi- de kazanır! II. Dünya Savaşı sı- si gerektiğini kanıtlamıştır. O si, tedavi edilemeyen kalıtsal hastalıklarda kullanılan rasında ise yorgunluklarını gi- olimpiyatlar sırasında SSCB’nin bir yöntem. Vücutta olmayan veya düzeyi düşük olan dermek için pilotlara bizzat or- gizli bir laboratuvar oluşturdu- bir proteinin düzeyi, gen tedavisi ile normal hale ge- du tarafından amfetamin veril- ğu, her yarışmadan önce ken- tirilmeye çalışılıyor. İlk gen tedavisi 1990’da gerçek- di. Ancak bu madde daha son- di sporcularına bir son dakika leşti. Adenozin deaminaz enzimi (ADA) eksik olan raları, özellikle dağcılar arasın- kontrolu yaptığı ve sadece te- 4 yaşındaki Ashanti DeSilva gen tedavisi uygulanan da büyük rağbet gördü. 1955 miz çıkanları yarışmalara soktu- ilk kişi oldu. ADA enzimi eksik olan bağışıklık hüc- Fransa Bisiklet Turu’nda Fransız ğu sonradan öğrenildi. 1989’da releri mikroplarla savaşamaz. Ufacık bir mikrop sal- bisikletçi Mallejac ölür. Teşhis: Berlin Duvarı’nın yıkılışından dırısında hücreler ölebilir. O durumda da kişi mik- Aşırı miktarda uyarıcı kullanımı. sonra Doğu Almanya’nın gizli ropsuz, özel ortamlarda yaşatılmaya çalışılır. Bu yüz- 1960 Roma Olimpiyatları’nda polisi STASİ’nin (Devlet Güven- den bu hastalığı bubble boy (kabarcık çocuk) hasta- bu defa Danimarkalı bisikletçi lik Bakanlığı) tam bir devlet do- lığı denir. Eğer tedavi edilmezse, hastalık genellikle Knut Enemark ölür. Teşhis: Aşırı pingi uyguladığı da biliniyor. birkaç yıl içinde ölümle sonuçlanabilir. Kistik fibro- dozda amfetamin ve nikotin tü- zis, bazı kanserler, AIDS, ADA enzim eksikliği, he- mofili, alfa-1 antitripsin eksikliği, Fanconi anemisi, dopingini “hücrelerin ve genlerin tedavi dışı kul- Büyüme Hormonu Gaucher hastalığı, Hunter sendromu, LDL-reseptör lanımı ve gen ifadesinin değiştirilmesi ile perfor- (hGH) eksikliği ve ailevi yüksek serum kolesterolü (hiper- mansın artırılması” olarak tarif eden Dünya Do- kolesterolemi) gibi çeşitli hastalıklarda gen tedavisi ping Ajansı (WADA) gen dopingini 2003’te ya- hGH hormonu beynimizde çalışmaları devam etmektedir. sak listesine ekledi. Gen dopingini fark etmek şu epifiz bezinden salgılanır. an için hayli zor. Araştırmacılar gen dopingi yapan İskelet gelişimi için önemli Gen dopinginde, gen tedavisinin aksine sağlık- sporcuları yakalayacak testler üzerine çalışıyor. Ya- bir horman olan hGH, lı kişilere gen aktarılır. Tedavi için geliştirilmiş bir ni tıpkı bilgisayar virüslerinde olduğu gibi sporcu- karaciğerin büyüme hormonu yöntem olmasına karşın, gen dopingi sağlıklı spor- lar önce doping yapıyor, sonra araştırmacılar nasıl IGF1 salınımını uyarır. IGF de cularda performans artırmak amacıyla kullanılır. bir doping yapıldığını anlamaya ve tespit yöntem- kıkırdak hücrelerini harekete Amaç tedavi değil, güç ve üstünlük kazanmaktır. leri geliştirmeye çalışıyor. Ama her olimpiyatta ye- geçirerek kemiklerin, kasların Performansı etkileyecek gen, sporcunun vücuduna ni bir doping maddesi gündeme geliyor. İleriki yıl- ve organların büyümesini taşıyıcı vektörlerle verilir. En çok kullanılan taşıyı- larda da gen dopingi yerine nanodopingin günde- sağlar. hGH, WADA’nın yasaklı cılar retrovirüs, adenovirüs ve lentivirüslerdir. Gen me geleceği konuşuluyor. maddeler listesindeki bir doping maddesi. hGH yanlış kullanılırsa şeker hastalığına yatkınlığı artırıyor. Kalp- damar sisteminde ve kaslarda hasara yol açıyor. Kısacası her şeyin azı karar, çoğu zarar. 21

Gen Dopingi Bazı Bilgiler 2012 Yaz Olimpiyatları’nda toplam 39 disiplinde, 26 spor dalında, 204 ülkeden 10.250 atlet yarışacak. Londra, 1908 ve 1948 yıllarından sonra üçüncü kez olimpiyat oyunları düzenliyor. Oyunların gerçekleştirilmesi için gerekli 2 milyar sterlin özel kaynaklardan sağlandı. Merkezi yönetim: % 63 Ulusal loto: % 23 Londra Belediyesi ve Londra Gelişim Teşkilatı: % 13 Olimpiyatlarda dokuz farklı dinden atleti nasıl barındırırsınız? Sihlerin dini bir zorunluluk olarak türbanlı dolaşması, Hıristiyanların pazar günleri koşmayı reddetmesi, Müslümanların Ramazan’da, müsabaka olan günlerde de oruç tutması. Tüm bunlar için Olimpiyat Din Komitesi kurulmuş. 1998 yılında Fransa BisikletTuru’nda İspanyol Festina takımından Belçikalı sporcu doping ilaçlarıyla yakalandı.Takımın teknik direktörü ve doktoru gözaltına alındı. Ancak tura katılan diğer takımların da benzer şekilde, organize biçimde doping yaptığının tespit edilmesiyle olaylar skandal boyutuna vardı. Festina olayı,WADA’nın kurulmasına zemin hazırlayan bir dönüm noktası oldu. 2011 yılında WADA doping araştırmaları ile ilgili 34 projeye yıllık bütçesinin % 16’sı kadar, yani 4,5 milyon dolar destek verdi. 15 Haziran 2012 de yayımlanan, WADA 2011 yıllık raporuna göre, dünya genelinde WADA’ya akredite 33 doping laboratuvarı var. Ancak 2011’de Ankara’daki ve Prag’daki laboratuvarların akreditasyonları geri alındı. Rio de Janeiro ve Tunus doping laboratuvarlarının akreditasyonları ise askıya alınmış durumda. 22

>>> Bilim ve Teknik Temmuz 2012 Genetik Makyaj Öncü kas hücreleri Büyüme Farklılaşma Şu an için gen dopinginde kullanılabilecek, atletlerin per- A Kas hücreleri Kas lifleri formansını artırmada rol alan 200 civarında gen biliniyor. Bu genler özellikle daha fazla oksijen taşınmasının sağlanma- p21-Rb Olgun kas dokusu sı, kalp-damar, kas-iskelet ve solunum sistemi ile ilgili olanlar. Aday genlerden bazıları tabloda verilmiştir. Bu genlerden biri- Myostatin ni yarışma öncesi sporcuya zerkederek hızını ve dayanıklılığı- nı artırabilirsiniz. Şimdilik bilim kurgu olarak kalsa da, örne- Öncü kas hücreleri Büyüme Farklılaşma ğin doğacak çocuğunuzun ileride usta bir tenisçi veya yüzme- de olimpiyat şampiyonu olmasını isterseniz, uygun genleri da- B Kas hücreleri ha doğmadan çocuğunuza verebilirsiniz; bir boğa kadar güç- lü kasları olsun derseniz de myostatin genini alırsınız, olur bi- p21-Rb ter! Bu tür işlemlere genetik makyaj deniyor. “Maraton koşa- cağım, bacak kaslarıma biraz genetik estetik yaptırayım. Ma- Rabia Alabay Myostatin Aşırı büyümüş ratonda fazla oksijene ihtiyacım olacak, biraz genetik doping- kas lifleri le EPO hormonu alayım ki, kanımda daha fazla alyuvar dolaş- Artmış kas dokusu sın.” İşte artık sporcular arasında bu türden uygulamalar yapı- lıyor. Resimde myostatin geni engellenmiş bir boğa ve myos- Myostatin nasıl çalışır? İnsanda 23 çift kromozom var. Kromozomlarda 20 bin civarında gen olduğu tah- tatin geninde doğuştan kusur olan 7 aylık bir bebek görülü- min ediliyor. Genler, protein üretiyor. 2. kromozomda yer alan myostatin geni 1997 yılında bulundu. A. yor. Myostatin, iskelet kaslarının büyümesini ters yönde kont- Normal durumlarda myostatin, p21 ve retinoblastoma (Rb) molekülü üzerinden hücre büyümesini ve rol eden bir gen. Kasların aşırı ve dengesiz büyümesini engelli- farklılaşmasını engelleyerek kaslarımızın aşırı ve dengesiz büyümesini önler. Bekçilik görevi vardır. B. An- yor. Kaslar etkileyici görünseler de güç üretmekte sorun yaşa- cak myostatin geninde mutasyon ile bir kusur olursa, myostatin bekçilik görevini yapamaz. Kaslar oran- nıyor. Myostatin kusurunda hücrede istenmeyen değişiklikler tısız ve kontrolsüz olarak aşırı büyür. C. Boğanın myostatin geninde kusur var. Kasları aşırı gelişmiş. D. oluyor. Myostatin engelleyici ilaçlar doping listesine alınacak Myostatin geninde mutasyon olan 7 aylık bebek. 2004 yılında Alman bilim adamları eski bir profesyonel mı? WADA uzmanları şu an bu konuda çalışıyor. atlet olan sağlıklı bir kadının çocuğunda bu genetik kusuru tespit etti. Bu keşfin ağır kas hastalıklarında, örneğin kas distrofisinde tedavi umutlarını artırabileceği belirtiliyor. İlginç olan nokta, bu çocuğun eski bir sporcu olan annesinde de myostatin gen kusuru bulunması. E. Solda bir kısa mesafe sürat koşucusu- nun kas yapısı, sağda ise uzun mesafe maraton koşucusunun kas yapısı görülüyor. Gen dopingi ile uygun kaslarda süper performans alınabilir. Kaynaklar: Elaine Ostrander, 2009, Markus Schuelke, 2004. CD E EPO gen tedavisi ilk kez anemi hastalarını tedavi etmek için kullanılmış. Epo verilen hastada 4. Fazla sayıda kımızı kırmızı kan hücreleri artıyor. Ancak bu tedavi sağlıklı kişilerde gen dopinginde kullanılabilir. kan hücresi vücutta 1. DNA içeren virüs sporcuya dolaşır. Sonuç, daha fazla enjekte edilir. Gen kan yoluyla oksijen ve daha fazla kas hücrelerine ulaşır. dayanıklılık. Tehlike: Virüs istenmeyen yan etkiler oluşturur. Bağışıklık sistemi harekete geçer. Gen aktarımında virüslerin yerine yağ molekülleri vektör olarak kullanılabilir. 2. Değişim başlıyor. Virüs taşıdığı Epo genini kas hücrelerine aktarır. Epo geni harekete geçer. Doping geni ,verildiği hücrede zarara yol açabilir. Kanseri tetikleyebilir. Gen tedavilerinde ölümle sonuçlanan vakalar biliniyor. Epo dışında başka gen seçenekleri de var. 3. Epo üretimi başlar. Epo, kemik iliğine geçer, orada kırmızı kan hücre üretimini harekete 1988’de araştırmacılar farelere IGF1 geni taşıyan virüs enjekte etti. geçirir. Alyuvarlar, oksijen taşır. Epo dopingi ile sporcunun oksijen taşıma kapasitesi artar. Gen dopingi alan fareler diğerlerinden yaklaşık % 20’lik daha fazla kas dokusuna sahip oldu. Yine 2004’te PPAR enjekte edilen fareler normal farelerden 2 kat daha fazla koşabildi. Bu ne demek? PPAR alan bir sporcunun kapasitesi rakibininkinden 2 kat fazla olabilecek. Tabii ki, doping testlerinde yakalanmaz ise, madalya da alabilir. Rabia Alabay 23

Gen Dopingi Gen dopingine aday genlerden bazıları ve görevleri Gen Dopinginin Tespiti Mümkün mü? Gen dopinginde kullanılabilecek ve atletlerin performansını artırmada rol alan 200 gen biliniyor. Bu genler özellikle daha fazla oksijen taşınması, kalp-damar, kas-iskelet ve Genel olarak dopingin tespiti için doğrudan ve dolaylı olmak solunum sistemi ile ilgili olan genler. üzere iki yöntem var. Doğrudan yöntem alınan doping maddesi- nin tespit edilmesine yönelik, dolaylı yöntem ise kişinin kan ve id- Gen dopingine Görevleri rar gibi biyolojik örneklerinin incelenmesine. Sporcuların gen ifa- aday genler desi ya da haberci RNA miktarları ölçülebilir. Son yıllarda mikro RNA’lar da gündemde. Ama henüz gen dopingini tespit etmenin Anjiotensin değiştirici enzim (ACE) Kan plazmasını ve damar kasılmasını kontrol eden enzimlerden biri. Bu genin kesin ve güvenilir bir yöntemi yok. 2012 Londra Olimpiyatları’nda iki tipi var. Bir tipi dağcılarda, diğer tipi kısa mesafe koşucularda baskın. gen dopingi yapanlar muhtemelen tespit edilemeyecek. Fakat bu konuda geniş çaplı çalışmalar devam ediyor. Bu çalışmalar prote- Endorfinler Yorulunca kaslarımız ağrır. Endorfinler ağrı yönetiminde, yorgunluğun inlerdeki yapısal değişimlerin tespiti, aktarımda kullanılan aracı- geciktirilmesinde ve dayanıklılıkta önemli rol oynar. Spor müsabakaları lara karşı bağışıklık sistemi cevabının değerlendirilmesi, DNA çip sırasında ağrı eşiğinin artmasını ve laktik asit azalmasını sağlayan bu teknolojileri, gen ifade profilleri ve DNA barkodlarının kullanımı hormonlar, son yıllarda gen dopinginin hedefleri arasına girmiştir. konularında yürütülüyor. Tespit yöntemlerinin hızlı ve güvenilir olması gerekiyor. Kandan tespiti zor olmakla birlikte, kas biyopsi- Eritropoetin (EPO) Kan oksijenini ayarlayan hormon. Kırmızı kan hücrelerinin artırılmasında si doping tespitinde daha hassastır ancak pratik değildir. WADA eritropoietin (EPO) geni kullanılıyor. EPO kandaki düşmüş oksijen seviyesine son yıllarda “atlet pasaportu” adlı bir uygulama başlattı. Kanda da- EPO üretimini artıran ilaçlar, cevap olarak üretilir. Sonuçta kandaki hemoglobin miktarı artar. Bu yüzden ha önce izlenen birkaç belirteç yerine, kan testlerinde kullanılan performans artırıcı olarak kullanılan sporcular yükseklerde antrenman yapar. Doğal doping! Yükseklerde oksijen 10’dan fazla belirteç aynı anda düzenli olarak izleniyor. Bu şekil- en bilinen azdır. Vücut bunu dengelemek için EPO üretimini artırır. Gen dopingi ile EPO de bir sporcunun dopingli olduğu ve dopingli olmadığı zamanlar- doping ajanlarıdır. geni fazla çalışır ve vücut içi hemoglobin üretimi ve kaslara giden oksijen daki fark araştırılarak doping kullanımı tespit ediliyor. “Atlet pasa- miktarı artar. Ancak bu durum kişiyi öldürebilir. Hemoglobininin artması portu”, sporcunun biyolojik parmak izi gibidir. 2011 yılının Nisan Doğal doping! kanı koyulaştırır, yoğunluk artar. Kalp krizi riski artar. Bunun için kan ayında Slovak bisikletçi Tadej Valjavec biyolojik pasaportundaki Sporcular niye yükseklerde antrenman sulandırıcı ilaçlar kullanmak gerekebilir. düzensizlikler yüzünden 2 yıl yarışmalardan men edildi. yapar? (http://www.guardian.co.uk/sport/2011/apr/22/biological-passport-tadaj-valjavec-ban). Nitrik oksit (NO) ve Nitrik oksit Düzenli egzersiz yapıldığında kan damarları daha rahat gevşer ve kaslara sentaz (NOS) daha fazla kan akışı sağlanır. Hızlı kan akışı kas liflerine daha fazla oksijen Biyolojik pasaport. A. Kanda oksijen taşıyıcı molekül olan hemoglobin değeri. Kırmızı çizgiler üst ve alt değerleri gösteriyor. NO bir gazdır. taşır. Bu damar genişlemesi damar dokusundan salgılanan nitrik oksit (NO) Sağlıklı sporcunun ölçülen değerleri ise bu sınırlar arasında. B. Kişi ya hasta ya da doping yapmış şeklinde düşünülüyor. NO’nun kan damarlarını tarafından ayarlanır. NO, damar genişlemesini başlatır ve egzersizde Ortadaki yeşil renkli değerlerde anormal oynamalar var. Hemoglobinin yanı sıra alyuvar sayısı ve beyaz kan hücre sayısı gibi genişlettiğini gösteren Arnavut asıllı kas hücrelerine yeterli kan akışını sağlar. NO sentezlenmesinden sorumlu on ayrı parametre farklı zamanlarda ölçülerek pasaport profili çıkarılıyor. doktor Ferid Murad, 1998 yılı Nobel madde olan nitrik oksit sentaz enzimi (eNOS) nitrik oksit sentaz geni Tıp Ödülü’nü aldı. tarafından kontrol edilir. Peroksizom aktivasyonlu reseptör PPAR-γ enerji metabolizmasını ayarlayan bir gen. Bu genin aşırı çalışması gama (PPAR-γ) sonucu dayanıklılık için gerekli kas liflerinde artış olur. WADA 2010 yılında yasaklar listesine PPAR-γ ile aynı işi yapan GW1516 maddesini ekledi. Fazla PPAR üreten farelerde, özellikle dayanıklılık egzersizlerinde kullanılan yavaş kas lifleri daha fazla gelişmiş. Bu da, farelerin diğerlerinden yaklaşık iki kat fazla koşmasını sağlamış. Fosfoenolpirüvat karboksikinaz PEPCK’in iskelet kasındaki rolü tam olarak bilinmiyor, buna karşın farelerle (PEPCK) yapılan deneylerde, PEPCK geni ifadesinin artmasının dayanıklılık ve yaşam süresinin artmasına ve vücut yağ oranının azalmasına neden olduğu bulundu. İnsülin benzeri büyüme faktörü Büyüme hormonu olan IGF, kas büyüme faktörüdür. Kas kütlesinin ve 1 (IGF-1) gücünün artışını sağlar. 1998 yılında arka bacağına IGF geni enjekte edilmiş fareler 4-9 hafta sonra“süper fare”oldu, yani“Arnold tip”olarak tanımlanan kas kütlesine kavuştu. Damar büyüme faktorü (VEGF) VEGF, yeni kan damarlarının oluşumunda görev alır. Yara iyileşmesinin en önemli molekülüdür. Yeni kan damarlarının gelişimi dokulara daha fazla oksijen ve besin maddesi taşınmasını sağlar. Aktinin bağlayıcı protein 3 (ACTN3) Hücre iskelet sistemindeki liflerden biri olan aktininler, distrofin ve aktin gibi diğer iskelet elemanları ile kas kasılmasında yapısal ve düzenleyici rol alır. Actinin-3 özel olarak kasta hızlı güç eldesinden sorumlu olan Test sonuçları (Sağlıklı) Test sonuçları (Doping?) myofibrillerde bolca bulunur. Kısa mesafe koşucularda bu genin bulunma Üst ve alt referanslar Üst ve alt referanslar olasılığı fazladır. Myostatin Kas gelişiminde negatif düzenleyicidir ve myostatinle ters orantılı olarak kas kütlesinde artış olur. «Eğer şansım olsa doping yapan atletlere Gen Dopinginin Riskleri şunu söylemek isterdim. Buna değmez. Zaferlerin getirisi ani ölüm olabilir. İlk olimpiyatlarda do- Dopingin sonuçlarına ping amaçlı ilaç kullanılması yasak değildi. Hatta 1904 Yaz para ve şöhret için katlanılmaz.» Olimpiyatları’nda maratonu kazanan Thomas Hickss’e yarış için- de antrenörü tarafından güçlendirici ilaçlar verildiği biliniyor. Cydonie Mothersill, 200 m Altın Madalya, 2010. Ancak dopingin spor ruhuna aykırı olması, sağlık problemleri- ne ve hatta ölüme yol açması sebebiyle yasaklanması gecikmedi. 24 Olimpiyat tarihinin belki de en dramatik olaylarında biri 1960 Yaz Olimpiyatları’nda gerçekleşti. Danimarkalı bisikletçi Knut Ene- mark Jensen yarış sırasında bisikletten düşerek öldü. Daha son- ra ölümünün, kullandığı doping ilaçlarından kaynaklandığı ortaya çıktı. Bir adım daha fazla atmak, çizgiyi ilk geçen olmak, rekor kır- mak ve altın madalyayı kapmak amacıyla, atletler canları pahası- na çaba harcıyor. Avusturyalı vücut geliştirmeci Andreas Münzer, 1996 yılında günde 4 tane alması gereken ilaçtan 60 tane alınca, 31 yaşında yaşama veda etti. Birçok genç sporcu sahanın ortasında, müsabaka sırasında hayatını kaybediyor. II. Dünya Savaşı önce-

DNA üzerinde yer <<< Bilim ve Teknik Temmuz 2012 alan bir gen nışların arttığı gözlenmiş. Yine hayvan modellerin- de, fazla EPO hormonunun kanın akışkanlığını ar- Doç. Dr. Kadir Demircan, DNA Protein Protein tırarak kalp fonksiyon bozukluklarına yol açabildiği 1994’te Cerrahpaşa Tıp görülmüş. Bu durumda kalp krizi ve felçler bile ola- Fakültesi Tıbbi Biyolojik Üretimi bilir. IGF hormonunun kullanımı ya da myostatinin Bilimler Bölümünden mezun azalması kasta değişimlere neden olur. Kaslar orantı- oldu. 1999’da Yüksek Lisans Haberci RNA sız olarak güçlenir, tendonları çevreler ve kemiklerde çalışmasını tamamladı. kırılmaya ve kaslarda yırtılmaya neden olabilir. Viral 2001-2005 yıllarında Mikro RNA geni vektörün konak genoma girişi de mutasyon ve kan- Japonya’nın Okayama ser açısından bir risktir. Hücre büyümesinin anormal Üniversitesi Tıp Fakültesi Rabia Alabay Haberci RNA’ya bağlanma bir şekilde düzenlenmesi, büyüme faktörlerinin aşırı Moleküler Biyoloji ve birikmesi hücrelerde zehirlenme ve kanserleşme ris- Biyokimya Anabilim Mikro RNA Protein oluşumu mikroRNA kini artırabilir. Kısırlık bir diğer yan etki olabilir. Yıl- Dalı’nda doktora, 2005-2009 (miRNA) tarafından engellenir. larca doping maddesi olarak kullanılan anabolik ste- yıllarında da post doktora roidlerin üreme hücrelerine etkileri olduğu biliniyor. eğitimini tamamladı. 2011’de Gen ifadesi: Genler yani DNA şifresi, önce haberci RNA’ya dönüşür (şifrenin okunması). Haberci “tıbbi genetik doçenti” oldu. RNA kalıp olarak kullanılarak ribozomlarda protein üretilir (okunan şifreye göre protein yapısının Citius, Altius, Fortius Halen Fatih Üniversitesi belirlenmesi). DNA’dan başlayıp proteine kadar olan olaylar“gen ifadesi”olarak adlandırılıyor. Mo- Tıp Fakültesi Tıbbi Biyoloji leküler biyoloji teknikleri kullanılarak bu ifadenin miktarı ölçülebiliyor. Örneğin bir gen karaciğerde Olimpiyatları özetleyen üç kelime: Daha hızlı, da- Anabilim Dalı başkanı olarak çalışırken kemikte çalışmayabilir, yani ifade edilmez. Beynimizde görevli bir proteinin geni bekleni- ha yüksek, daha güçlü. Atletler daha hızlı koşmak, çalışıyor. Aynı zamanda, leceği gibi beyinde ifade edilirken, böbrekte göreviyoksa böbrekte ifade edilmez. Örneğin ADAMTS8 daha yükseğe sıçramak ve daha güçlü olmak için ta- Adli Tıp Kurumunda Biyoloji geni kanser hücrelerinde ifade edilir, ancak kıkırdak hücrelerinde ifade edilmez. RNA miktarı ölçü- rih boyunca mutlaka bir yol buldular. Tüm kuralla- İhtisas Dairesi Başkanı olarak münden kasıt ne kadar DNA’nın ne kadar haberci RNA’ya dönüştüğüdür. DNA her zaman RNA’ya ra ve cezalara rağmen doping engellenemedi. İnsan, görev yapıyor. Hücre dışı dönüşmez. RNA da her zaman proteine dönüşmez. Bu süreç hassas moleküler mekanizmaların tarih boyunca bedensel ve ruhsal sınırlarını aşmaya matriksle ilişkili ADAMTS kontrolü altındadır. Bir sporcu doping yapar ve aldığı doping maddesi bir geni harekete geçirirse, çalışmış, yetenek ve becerilerini geliştirmeye uğraş- genleri üzerine çalışan o gen ifade edilmiş olur. Gen ifadesi sonucu oluşan haberci RNA ve proteinler, genetik testlerle tes- mış, bunun için de takviye edici maddelere ve do- Demircan’ın 250 adet atıfı pit edilir. 2011 yılında Drug Testing and Analysis dergisinde yayımlanan bir çalışmaya göre mikro pinge başvurmuştur. Kahve, koka, ginseng, haşhaş bulunuyor. RNA’lar Epo doping tespitinde kullanılabilecek. Epo enjekte edilen gönüllülerde mikro RNA olan ve esrar bilinen en eski uyarıcılardır. Esrar, Çinlilerce miR-144 miktarı çok artmış ve bu artış 27 gün devam etmiş. 5000 yıl önce de kullanılıyordu. Antik Olimpiyatlar çağında, MÖ VI. yüzyılda sporcular daha güçlü olup sinin bisiklet şampiyonu Henri Pelissier bütün spor- yarış kazanmak için fazla et yerdi. Atlama sporcula- culuk kariyeri boyunca 25 km/saatlik bir ortalamay- rı keçi etini, atıcılar sığır etini tercih ediyordu. Ama la 52.000 km kat etmişken, elli yıl sonra Eddy Merckx günümüzde bunlara gerek yok. Genetik devrim baş- 37 km/saatlik bir ortalamayla 400.000 km yapmıştır. ka bir yol buldu. Sporcular da bir yolunu bulup hor- Bundan 40 yıl önce Raymond Kopa bir sezonda 50 monları, büyüme faktörlerini ve performansla iliş- maç yaparken, Messi ve C. Ronaldo gibi futbolcular kili genleri vücutlarına zerk ediyor. Fakat sıkı çalış- 80 maç yapıyor. Björn Borg yılda 40 tenis maçı yap- ma, disiplin ve kazanma aşkı yoksa, bunların bir işe mışken, Roger Federer gibi tenisçiler 70 maç yapıyor. yaramadığını unutmamalıyız. Bizler sahalarda atlet- Bu duruma dayanmak imkânsızdır. Sporcular da bu leri alkışlarken, aslında belki de genetik gelişmeleri zor şartlar altında dopinge veya tıbbi desteğe başvu- ve araştırmacı bilim adamlarını alkışlıyoruz. 2000 yıl ruyor. 2012 Londra Olimpiyatları için, FGF gibi bü- önce Maraton Platosu’ndan Atina’ya kadar 42 kilo- yüme hormonları kanunsuz olarak piyasaya sürül- metreyi hızlıca koşan, nefes nefese müjdeyi verdik- müş durumda (http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pub- ten sonra oracıkta düşüp ölen Pheidippides, bu ge- med/21998075). Dopingin yol açtığı ölümler üzerine, lişmeleri görse ne derdi acaba? Bilim adamları, etik 1963 yılında Avrupa Komisyonu›nda doping konusu konusunda uzman olanlar ve spordan sorumlu dev- ele alındı ve yetersiz de olsa ilk kontroller 1964 Tok- let yetkilileri konuyu ne kadar tartışsa da, belli ki do- yo Olimpiyatları’nda yapılmaya başlandı. 1999 yılın- ping hamuru daha çok su kaldıracak. da Lozan’da WADA kuruldu. En çok kullanılan do- ping maddesi EPO sporcularda ilk defa 2000 Sidney K“İaşyinnSaıkrlraırGenlerde”, Bilim ve Teknik Dergisi, Tural, Ş. ve ark., “Sporda Gen Dopingi”, Olimpiyatları’nda arandı. Olimpiyat tarihinde doping TÜBİTAK, Aralık 2007. Selçuk Üniversitesi Beden Eğitimi ve Spor Bilim testi pozitif çıkan ilk sporcu 1968 yılında İsveçli atlet Friedmann, T., “Gene Doping and Sport”, Science, Dergisi, Cilt 13, Sayı 3, s. 253-260, 2011. Hans-Gunnar Liljenwall oldu ve kazandığı bronz ma- Sayı., s. 647-648, 2010. Schuelke, M., Wagner, K. R., Stolz, L. E., ve ark., dalyayı kaybetti. Sporcular artık oyunlara katılmadan Wells, D. J., “Gene doping: the hype and thereality”, “Myostatin mutation associated with gross muscle önce testlere tabi tutuluyor. İlaç kullanan sporcula- Br J Pharmacol, Sayı 154: s. 623-631, 2008. hypertrophy in a child”, N Engl J Med, Sayı 350, rın oyunlara katılması elden geldiğince engelleniyor. World Anti-Doping Agency (WADA). s. 2682-2688, 2004. Müsabakalar sırasında da daha önce haber verme- www.wada.ama.org den, aniden kendilerinden kan ve idrar örneği ver- meleri istenebiliyor. Gen dopinginin çok çeşitli riskleri var. Bunlar- dan bazıları gen aktarımında kullanılan virüs vektör- lerine karşı şiddetli bağışıklık cevabı oluşması, vücu- dun genetiği değiştirilmiş proteine istenmeyen tepki- ler vermesi ve insersiyonal (araya giren) mutasyon- dur. Gen ürünleriyle ilişkili diğer riskler hayvan mo- dellerinde gösterilmiştir. Örneğin “süper fare” mode- linde, yüksek derecede hiperaktivite ve agresif davra- 25

Bahri Karaçay Doğacak Bebeğin Gen Haritasını Okumak Bilim insanları anne karnındaki bebeğin gen haritasını çıkarmayı başardı. Bu gelişme sağlık açısından dev bir adım olmakla birlikte pek çok etik soruyu da beraberinde getiriyor. Doğacak çocuğunuzun sağlıklı olup olmayacağını veya gelecekte hangi hastalıklara yakalanacağını şimdiden bilmek ister miydiniz? Ya doğacak bebeğiniz sayıları binleri bulan genetik hastalıklardan birini taşıyorsa? 26

>>> Bilim ve Teknik Temmuz 2012 “Ne yapabiliriz?” diye sorduğunda dok- Tay-Sachs genetik bir hastalık. Genel- Günümüzde doğum öncesi genetik torun cevabı “Bebeğinizi eve götürün, ona likle Doğu Avrupa kökenli Yahudilerde testler çoğunlukla kromozom anomali- verebileceğiniz bütün sevgiyi verin, iyi ba- görülen bu hastalığa sahip bebekler, ya- lerinin tespiti amacıyla yapılıyor. En yay- kın.” olmuştu. Dünyanın başına yıkıldığını şamlarının ilk altı ayında normal çocuk- gın olanı Down Sendromu. Tıp literatü- hissetmişti genç anne. Bebeği Travis’e Tay lardan farksızdır. Ancak altıncı aydan son- ründe “amniyosentez” olarak bilinen test- Sachs hastalığı teşhisi konmuştu. ra zihinsel ve fiziksel gelişimde yavaşla- te, bir iğne ile rahim sıvısından örnek alı- ma gözlenir. Travis ve onun gibi Tay-Sachs nıyor. Rahim sıvısında fetüsten kopmuş ve 2004 yılının 12 Nisan’ında, pırıl pırıl bir hastalığına yakalanan diğer çocukların vü- artık fetüs tarafından kullanılmayan hüc- ilkbahar gününde dünyaya gelmişti Travis. cudu heksoz aminidaz adı verilen bir en- reler de bulunur. Fetüs kökenli oldukları Doğumu problemsiz olmuştu. Ertesi gün zimi üretemiyor. Bunun sonucu olarak bu için bu hücrelerin genetik malzemeleri fe- annesiyle birlikte taburcu olup evin yolunu enzimin metabolize ettiği gangliosit mole- tüsünki ile aynıdır. Bu hücrelerin laboratu- tutmuşlardı. İlk bir iki ay, her yeni doğan külü bebeğin beyninde birikiyor. Birikim varda incelenmesi sonucu, doğacak bebe- gibi o da evin neşe kaynağıydı. Her şey nor- arttıkça bebek hareketsizleşmeye ve tepki ğin, örneğin kromozomlarının sayısal ve- mal gidiyordu. İlk defa nefes alma zorluğu vermemeye başlıyor. Bunu körlük, sağırlık ya yapısal herhangi bir anormallik gösterip yaşadığında annesi endişeyle onu dokto- ve felç takip ediyor. Bu çocuklar genellik- göstermediğine bakılır. Kromozom ano- ra götürmüş, doktorsa önemli bir şeyi ol- le dört veya beş yaşında yaşama veda eder. malileri genellikle hücre bölünmesi (mi- madığını söylemişti. Bundan sonraki bir- Epidemiyoloji çalışmaları her 30 Aşkenaz toz ve mayoz bölünme) esnasında ortaya kaç ayda Travis’in solunum güçlüğü devam Yahudisinden birinin Tay-Sachs hastalığı çıkar. Bazı kromozom anomalileri yumur- etmiş, ama her defasında doktorlar önem- açısından taşıyıcı olduğunu gösteriyor. ta ve sperm hücrelerinin oluşumu sırasın- li bir şey olmadığını söyleyerek onları eve da ortaya çıkıyor, ancak kalıtsal olan yani göndermişti. Yalnız annesi bir anormallik Tay-Sachs, tek bir gendeki bozukluk annede veya babada olup da çocuğa geçen olduğunu hissetmişti. Aradan aylar geç- nedeniyle ortaya çıkan binlerce genetik kromozom anomalileri de var. Bu neden- tikçe solunum güçlüğüne diğer problem- hastalıktan sadece biri. Bu hastalıklar çok le eğer çocukta kromozom anomalisi tes- ler eklendi. Bir süre sonra Travis dik otura- ender görülseler de istatistiksel olarak do- bit edilmişse, annenin ve babanın da ay- maz ve başını dik tutamaz oldu, artık ma- ğan her yüz çocuktan birini etkiliyor. nı anomaliyi taşıyıp taşımadığına bakılı- ma şişesini de tutamıyordu. Bebeğinin cid- yor. “Koriyonik villus örneklemesi” ola- di problemleri olduğundan şüphesi olma- Tay-Sachs hastalığı “çekinik kalıtım” rak bilinen ve doğum öncesi genetik tanı yan anne, çareyi başka bir hastaneye baş- adını verdiğimiz kalıtım yolunu izler. Her amacıyla kullanılan bir diğer testte ise bir vurmakta buldu. Buradaki doktor Travis’i birimiz, yaklaşık 25 bin civarındaki geni- iğne yardımı ile plasenta dokusundan kü- hastaneye yatırarak bir dizi test uyguladı. mizinin her birinin, biri annemizden di- çük parçacıklar alınır. Alınan bu dokunun Travis’in MRI ile çekilen beyin görüntü- ğeri babamızdan gelen iki varyantını ta- incelenmesinden, doğacak bebeğin her- sü, iyileşmesi mümkün olmayan ciddi bir şırız. Çekinik hastalıkların ortaya çıkması hangi bir anomaliye sahip olup olmadığı rahatsızlığın izlerini taşıyordu. Göz dokto- için ona neden olan mutasyonun hem an- ru da Travis’i muayene etmiş, gözünün ge- nemizden hem de babamızdan gelen gen- belirlenir. Amniyosentez testi gibi bu test risinde “kiraz kırmızısı lekeler” gördüğünü de olması gerekir. Sadece bir gende mutas- de “invaziv” yani vücuda girilerek yapılan ve bunun iyiye işaret olmadığını söylemişti. yon olması hastalığın ortaya çıkması için bir testtir. Ender olmakla birlikte (% 1 ve- Bütün bu test sonuçları Travis’in bir gene- yeterli değildir, bununla beraber bu fert- ya daha az) her iki testte de düşük, kana- tik hastalık olan Tay-Sachs hastalığına ya- ler “taşıyıcıdır”. Çünkü bu fertler aynı ge- ma, kramplar ve enfeksiyon gibi istenme- kalandığını belgeliyordu. nin biri mutasyonlu diğeri sağlıklı iki var- yen yan etkiler ortaya çıkabilir. Bu nedenle yantını taşır ve sağlıklı genden dolayı da yan etkileri olmayan yeni tanı yöntemleri- Gün geçtikçe Travis’in durumu daha hasta olmazlar. Travis’in hem annesi hem nin bulunması çok önemliydi. da kötüleşti. Normal yollardan beslene- de babası Tay-Sachs mutasyonu açısın- mediği için gıdasını besleme borusu ara- dan taşıyıcıydı. Bu nedenle de çocukları- cılığıyla almaya başladı. İki yaşına girdi- nın Tay-Sachs hastalığına yakalanma ola- ğinde yirmi dört saat bağlı kaldığı oksijen sılığı % 25’ti. tüpü yardımıyla soluyabiliyordu. Acılarını dindirmek için ağrı kesiciler alıyordu. Ba- Şimdi bir an için kendinizi onların ye- zı günler üst üste epilepsi nöbetleri geçiri- rine koyun ve hamileliğin ilk birkaç hafta- yordu. Arada bir iyi günleri olduğunda an- sında yaptıracağınız bir genetik testle ço- nesi sevgi ile onu kollarına alıp yatağının cuğunuz daha anne karnındayken, ileri- yanındaki sandalyede saatlerce oturuyor, de Tay-Sachs hastalığına yakalanıp yaka- onun yüzünü seyrediyordu. Yine böyle bir lanmayacağını öğrenebileceğinizi varsa- öğleden sonra, 2 yaş 10 aylık Travis, anne- yın. Test sonucunun, doğacak çocuğunu- sinin kollarında yaşama veda etti. zun Travis gibi % 25’lik grupta olduğunu belirledigini varsayın. Ne yapardınız? 27

Doğacak Bebeğin Gen Haritasını Okumak Şimdiye kadar yapılan çalışmalar annenin kanında bulunan ve “hücresiz DNA” olarak adlandırılan bu DNA moleküllerinin İlk defa 1997 yılında, Oxford Üniver-sitesi’nden bir grup yaklaşık % 13’ünün fetüs kökenli olduğunu gösteriyor. Aklını- araştırmacı, kanser hastalarının kanlarında tümöre ait DNA bu- za şöyle bir soru gelebilir: Dizilim farklılıkları dışında, fetüsün lunmuş olmasından esinlenerek yaptıkları araştırmada, hamile DNA’sını annenin DNA’sından ayıran bir işaret olmadığına göre, annenin kanında doğacak bebeğe ait DNA tespit ettiklerini bi- kanda yüzen bu DNA parçalarının hangisinin anneye, hangisi- lim dünyasına duyurdu. Araştırmacılar, çocuklarının erkek ola- nin fetüse ait olduğu nasıl ayırt ediliyor? Araştırmacılar anneye cağı bilinen 43 hamile kadından elde ettikleri kan plazması ör- ve fetüse ait DNA’nın birbirine oranının hep aynı kaldığını ve fe- neklerinde, doğacak bebeğin Y kromozomuna (erkeklik kromo- tüse ait DNA parçalarının, anneye ait olanlardan daha kısa oldu- zomu) ait DNA izleri bulmaya çalıştı. Kız çocuğu olacağı bilinen ğunu buldu. Annenin hücresiz DNA fragmanlarının çoğunun 13 hamile kadından ve hamile olmayan 10 kadından alınan plaz- 166 baz çifti uzunluğunda olmasına karşın fetüsün DNA’sının ma örnekleri, çalışmanın kontrol gruplarını oluşturdu. Kontrol çoğunun 143 baz çifti uzunluğunda olduğu belirlendi. deneklerden elde edilen örneklerin hiçbirinde Y kromozomuna ait DNA’ya rastlanmazken, erkek çocuğa hamile kadınların ka- 2010 yılında aynı gruptan araştırmacılar doğacak bebeğin nından elde edilen sadece 10 mikrolitrelik bir örnekte (1 mikro- gen haritasının tümüne ait bilginin anne kanından elde edile- litre = 1 mililitrenin binde biri) Y kromozomuna ait DNA tespit bileceğini, ayrıca doğacak bebeğin beta talasemi adı verilen bir edildi. Bu sonuç genetik anormalliklerin amniyosentez ve kori- kan hastalığına yakalanıp yakalanmayacağını belirledi. Beta ta- yonik villus örneklemesi gibi yan etkileri olabilen “invaziv” test- lasemi, Tay-Sach hastalığı gibi “çekinik kalıtım” izleyen bir has- ler yerine, hiçbir riski olmayan ve fetüsün dokularına dahi do- talıktır. Söz konusu araştırmada DNA’ları incelenen annenin ve kunmadan, anneden alınacak birkaç damla kanda belirlenebile- babanın beta talasemi taşıyıcısı olduğu ve HBB genlerinde mu- ceğini müjdeliyordu. tasyon taşıdıkları biliniyordu. Annenin ve babanın taşıyıcı olma- sı, her ikisinin de biri mutasyonlu diğeri sağlıklı HBB genleri- Bu çalışmadan sonra çok sayıda bilim insanı aynı yöntemi ne sahip olduğunu gösteriyordu. Araştırmada hem annenin ve kendi deneklerinden elde ettikleri plazmalara uyguladı. 1997- babanın, hem de anne kanındaki çocuğun DNA’larının incelen- 2011 arasında bu amaçla 3524 erkek ve 3017 kız çocuk hamile- mesi sonucu, bebeğin de taşıyıcı olduğu, yani HBB geninin biri- liği üzerinde yapılan çalışmalarda, yöntemin başarısının sırasıy- nin mutasyonlu diğerinin normal olduğu ortaya çıktı. Elde edi- la % 95,4 ve % 98,6 olduğu bulundu. Ayrıca yöntemin hamileli- len veriler mutasyonlu HBB geninin bebeğe babadan geçtiğini ğin 7’inci haftasından itibaren güvenilir sonuçlar verebildiği de de gösteriyordu. ortaya çıktı. Haziran’ın ilk haftasında Science Translational Medicine der- gisinde yayımlanan ve Seattle’daki Washington Üniversitesi’nden bir grup bilim insanının imzasını taşıyan bir makale, 18,5 haf- talık hamile bir anneden alınan kandan, hem annenin hem de doğacak bebeğin gen haritasının tamamının çıkarıldığını duyu- ruyordu. Babanın gen haritası kendisinden alınan tükürük ör- neğinden çıkarılmıştı. Araştırmacılar bu üç gen haritasını (an- ne, baba ve doğacak çocuğun gen haritası) süperbilgisayarlar ve karmaşık yazılımlar kullanarak birbirleriyle karşılaştırdı ve be- beğin DNA’sının hangi kısımlarının babadan, hangi kısımla- rının anneden geldiğini belirledi. Annede ve babada olmadığı halde bebekte ortaya çıkan mutasyonları belirlemek, araştırma- cıların önemli bir diğer başarısı oldu. Çünkü ciddi pek çok ge- netik hastalık, bu tür mutasyonların eseridir (“spontan mutas- yon” olarak adlandırılan bu tür mutasyonların zekâ geriliğinin ve öğrenme kusurlarının yaklaşık % 10’una neden olduğu tah- min ediliyor). Fakat bebekte görüleceğini tahmin ettikleri mu- tasyonların sayısı gerçeği tam yansıtmıyordu. Araştırmacılar doğumdan sonra, bebeğin kordon kanını kullanarak gen hari- tasını çıkarıp önceki analizlerinde belirledikleri dizilimle kar- şılaştırdıklarında, görüleceğini tahmin ettikleri mutasyon sayı- sının, gerçekte olandan çok daha yüksek olduğunu gördü. Bu- nunla beraber bebekte ortaya çıkan 44 mutasyondan 39’unu belirleyebilmişlerdi. Bu mutasyonların hiçbiri hastalığa neden olan türden değildi. 28

<<< Bilim ve Teknik Temmuz 2012 Yöntemin hamileliğin daha erken dönemlerin- den başladı. Örneğin Tay-Sachs gibi ölümcül hasta- Bahri Karaçay, Iowa de de işe yarayıp yaramayacağını belirlemek üze- lıklara neden olan mutasyonlara bakış açısı, ileri yaş- Üniversitesi Tıp Fakültesi re araştırmacılar bu sefer 8,2 haftalık hamile bir ka- larda ruhsal hastalıklara neden olacak mutasyonla- Pediatri Bölümü, dının bebeğinin gen haritasını çıkardı. Doğumdan ra bakış açısından farklı olmalı mı? Önemli bir di- Çocuk Nörolojisi Kürsüsü sonra belirledikleri gen haritası ile karşılaştırdıkla- ğer nokta, aynı yöntemin hastalık genlerinin tanısı- öğretim üyesidir. rında bulgularının % 95 oranında doğru olduğunu nı mümkün kılmanın yanı sıra doğacak bebekte ol- Nörolojik doğum kusurları gördüler. Araştırmanın lideri Jay Shendure, testin ması istenebilecek özelliklerin tespitini de mümkün üzerinde genler düzeyinde iyileştirilmesi gerektiğini, henüz klinik uygulamala- kılması. Ebeveynlere arzu ettikleri özellikleri taşıyan yaptigi araştırmalar Amerikan ra hazır olmadığını bildiriyor. çocukları seçme şansı verilmeli mi? Etik problemle- Saglik Enstitusu (NIH) rin bir diğer kaynağının sağlık hizmetlerine ulaşım tarafindan destekleniyor. Bu konuda liderlik yapan ve ilk çalışmalara im- konusunda olacağı tahmin ediliyor. Sağlık sigorta- Karaçay’ın ilk kitabı za atan Dennis Lo, pek çok gelişimsel hastalığa ne sının özel olduğu ülkelerde gen haritası bilgilerinin “Yaşamın Sırrı DNA” TÜBİTAK tür genetik bozuklukların neden olduğunun henüz sigorta şirketlerinin eline geçmesi, ortalamaya gö- Popüler Bilim Kitapları bilinmediğini, bu tür testlerin annenin ve babanın re sağlık hizmetlerine çok daha fazla ihtiyacı olacak arasında yayımlandı. endişelenmesine yol açacağı için de şimdilik dik- pek çok insanın sağlık hizmetlerinden yoksun bıra- katli olunması gerektiğini vurguluyor. Ancak bilim kılması sonucunu da doğurabilir. Bu kişilerin ömür www.bahrikaracay.com/blog insanları bu araştırma sonuçlarının bir ilk olmakla boyu tedavi görmesi gerekeceğinden sigorta şirketle- birlikte, geleceği şekillendirme açısından çok önemli ri bu insanları sigortalamamak için ellerinden gele- olduğunu vurguluyor. Yakın bir gelecekte hem yön- ni yapacaktır. Böyle bir senaryonun gerçekleşmesi- temin eksikliklerinin giderileceğine, hem de maliye- ni engellemek için ABD Senatosu 21 Mayıs 2008’de tinin azalarak sağlık sisteminin bir parçası olacağına “Genetik Bilgiye Dayalı Ayrımcılığı Önleme” yasası- kesin gözüyle bakıyorlar. Şu anda 50 bin dolar olan nı kabul ederek kişilerin genetik bilgisinin sağlık hiz- maliyetin yakın bir gelecekte bin doların altına düş- metlerinde ve işe alınma sırasında kullanılmasını ya- mesi bekleniyor. İlk gen haritasının tamamlanması sakladı. Ülkemizde de biran önce böyle bir yasa çı- 13 yıl sürmüş, yaklaşık 3 milyar dolara mal olmuş- karılarak, vatandaşlarımızın genetik bilgilerinin, ya- tu. Geçtiğimiz aylarda Life Technologies adlı şirket, şamın hangi alanında olursa olsun, kendi aleyhlerine geliştirdiği “ion torrent” dizilim belirleme tekniği ile kullanılmasının şimdiden önlenmesi gerekiyor. Bu bir kişinin gen haritasının bir günde ve 1000 dolara yazının, ülkemizdeki ilgililerin bu konudaki girişim- belirlenebildiğini açıkladıl. DNA dizilim yöntemle- lerine esin kaynağı olmasını ümit ediyorum. rinde yaşanan bu gelişmelerin devam edeceği ve her doğan çocuğun gen haritasının çıkarılacağı günle- LKoa,yYn.aMkl.a,rChiu, R. W., “Genomic Analysis of using cell-free fetal DNA: a systematic review and rin yakın olduğu artık bilim çevrelerinde kabul edi- Fetal Nucleic Acids in Maternal Blood”, mKietztam-aanna, lJy. sOis.”,, SJAnyMdAer,, Sayı 306, s. 627-636, 2011. len bir gerçek. Bu gelişmeler şüphesiz kişisel tıbbın ASanynıu1a3l, Rs.e1v0ie.1w-1o0f.G22e,n2o0m1i2c.s and Human Genetics, M. W., Ventura, M., Lewis, A. P., günlük yaşantımıza girişinin habercileri (bkz. Kara- Qiu, R., Simmons, L. E., Gammill, H. S., Rubens, C. E., çay, B., “Kişisel Tıp” TÜBİTAK Bilim ve Teknik Der- Lo, Y. M. ,Corbetta, N., Chamberlain, P. F., Rai, Santillan, D. A., Murray, J. C., Tabor, H. K., Bamshad, gisi, Nisan 2010). V., Sargent, I. L. ve ark., “Presence of fetal DNA in M. J., Eichler, E. E., Shendure, J., “Noninvasive maternal plasma and serum”, Lancet, Sayı 350, whole-genome sequencing of a human fetus”, Bu tür testlerin uygulanmasının uzun vadede ge- s. 485487, 1997. Science Translational Medicine, Sayı 4, s. 1-8, 2012. netik hastalıkarın pek çoğunu ortadan kaldırması Devaney, S. A., Palomaki, G. E., Scott, J. A., Bianchi, dahi söz konusu. Tay-Sachs hastalığı buna iyi bir ör- D. W., “Noninvasive fetal sex determination nek. 1970’lerde geliştirilen bir test sayesinde taşıyıcı kişilerin belirlenmesi mümkün olunca, çocuk sahibi olan Askenaz Yahudisi çiftlerin çoğu bu testi yaptır- maya başladı. Taşıyıcı çiftler ya çocuk sahibi olma- mayı tercih etti ya da doğum öncesi test yaptırdılar ve Tay-Sachs belirlenmesi durumunda hamilelikleri sonlandırdılar. Program o kadar başarılı oldu ki As- kenaz Yahudileri arasında Tay-Sachs hastalığı ile do- ğan çocukların sayısı neredeyse sıfırlandı. Öte yandan bu tür bir test etik problemleri de be- raberinde getiriyor. Bazı kültürlerin veya dini inanç gruplarının yöntemin kullanımına karşı çıkacağına kesin gözüyle bakılıyor. Ayrıca hangi hastalıklarda hamileliklerin sonlandırılabileceği tartışması şimdi- 29

Murat Yıldırım Dr., Bilimsel Programlar Uzmanı, TÜBİTAK Bilim ve Teknik Dergisi Edison ve Tesla Arasındaki Akımlar Savaşı “Sevgili Edison, Tanıdığım iki büyük insan var. Biri sensin, diğeri de karşındaki bu genç adam.” Edison bu tavsiye mektubunu veren genç adama gelecekte en büyük rakibi olacağını bilmeden baktı. “Tamam, Tesla. İşe alındın.” dedi. Edison ve Tesla tekel haline gelmişti. New York Şehri’nin zenginleri evlerine elektrik bağlatmak için sıraya girmişti. Ban- Elektrik New York Şehri’nde 1870’lerin sonunda ker J. P. Morgan, Edison’un hem destekçisi hem de kullanılmaya başlandı. Edison’un ampulü icadından elektriği evinde kullananlardan birisiydi. sonra elektriğe çok büyük talep vardı. Edison’un Pe- arl Caddesi’ndeki doğru akım jeneratörü ise bir anda 30

>>> Bilim ve Teknik Temmuz 2012 Tesla dünyanın en büyük elektrik mü- Edison ile Tesla arasında çıkacak sava- ternatif akım üzerinde çalışmak istiyor- hendisi olarak gördüğü kahramanı Tho- şı kısa süreliğine bir kenara bırakıp doğru du, ama kendi şirketini ve laboratuvarı- mas Alva Edison’un yanında işe başlamış- akım ve alternatif akım kavramlarını ha- nı kurmasını sağlayacak bu fırsatı kaçır- tı. Kısa zaman sonra doğru akım santra- tırlayalım. Doğru akım ifadesindeki “doğ- madı. Kısa sürede yatırımcıların kendi- lini iyileştirmek üzere görevlendirilmişti ru” sözcüğü bu akımın sürekli olarak tek sinden istediğini yerine getirdi, fakat al- bile. Daha da iyisi, Edison bu işi başarır- ve aynı doğrultuda aktığı anlamındadır. ternatif akım projesini destekleyecek ka- sa kendisine 50.000 dolar vermeyi vaat et- Elektronların negatif (-) bir potansiyelden dar para kazanamamıştı. Beraber çalıştığı mişti. ABD’ye beş parasız gelmiş bu Sırp pozitif (+) bir potansiyele doğru akmasını yatırımcılar bir türlü bu projenin değerini genci için, ki gerçekten gemiden indiğin- betimler. Hayır, yanlış okumadınız. Akı- görmüyordu. Tesla’nın yeni bir yatırımcı de cebinde sadece 4 cent vardı, bu müthiş mın yönü elektron akışının tersine pozitif- bulması gerekiyordu. Kendisi de bir mu- bir paraydı. Aslında iş ona bırakılsa, Tes- ten negatifedir. Önemli olan, elektronların cit olan George Westinghouse’a alternatif la yaptığı işi tamamıyla boş verir ve alter- bir nehir yatağındaki suyun akması gibi akımla ilgili geliştirdiği patentleri satma- natif akım jeneratörleri yapardı. Edison bir uçtan diğer uca doğru hareket etmesi- sıyla Tesla’nın hayatı ve şansı değişecek ve alternatif akımı ya anlamıyor ya da anla- dir. Doğru akımı günlük yaşantımızda ge- akım savaşları başlayacaktı. mazdan geliyordu; ne de olsa tüm yatırı- nelde piller ve akülerden sağlarız. mını doğru akıma yapmıştı. Trenlerde kullanılan havalı frenleri icat Alternatif akımda ise doğru akımın ter- eden Westinghouse, Tesla’nın geliştirdiği Edison ve Tesla birbirlerinden çok sine elektronlar bir yönde akmaz. Elekt- alternatif akım dinamolar, transformatör- farklı mucitlerdi. Edison deneme ve ya- ronların akış yönü periyodik olarak sü- ler ve motorlarla elektriğin çok daha ucuz nılma yöntemine sıkı sıkıya bağlıydı. Bir rekli değişir. Örneğin birçok elektrikli ale- bir şekilde uzaklara aktarılabileceğini kav- icattan tatmin olana kadar denemeye de- tin üzerindeki 50-60 Hz ifadesi elektron- ramıştı. Tesla’nın patentleri büyük ihti- vam ederdi. Ona göre yeni icatlar % 1 il- ların saniyede kaç kere yön değiştirdiğini malle telefonunkinden sonra en değerli ham, % 99 alın teriydi. Yalnız çalışmaz, belirtir. “Elektronlar akmıyorsa enerji na- olan patentlerdi. Bunların hayata geçiril- çalışmalarını büyük bir yardımcı ve asis- sıl gönderiliyor” diye soracak olursanız... mesi Edison’un elektrik dağıtımındaki te- tan grubuyla beraber yürütürdü. Tesla ise Denizde biraz ötenize düşen bir top düşü- kelinin kırılması demekti. Edison alterna- tam tersine, icatları için neredeyse sadece nün. Topun dalgalar tarafından sürükle- tif akımı karalamak için bir propaganda ilhama gerek duyardı. İcat edeceği maki- neceğini düşünebilirsiniz, ama eğer akın- savaşı başlattı. Her fırsatta doğru akımın neyi tüm detayıyla hayalinde canlandırır, tı ve rüzgâr yoksa top sadece yukarı aşa- güvenli olduğunu, alternatif akımın ise daha sonra inşa ederdi. Hayalindeki plan- ğı hareket eder, sahile yaklaşmaz veya sa- kontrolsüz ve tehlikeli olduğunu tekrar- lardan yaptığı makineler de büyük çoğun- hilden uzaklaşmaz. Aynı şekilde dalgaları lıyorlardı. Edison’un şirketi ve taraftarla- lukla ilk denemede çalışırdı. Hayalindeki ileten su molekülleri de yeterli su derinliği rı toplantılar düzenliyor ve alternatif akı- planları başkasına tasvir etmekle uğraş- olduğu müddetçe sadece yukarı aşağı ha- mın tehlikeli olduğunu akıllara yerleştir- maktansa kendisi gerçekleştirmeyi sevdi- reket eder, ama sahile yaklaşmaz (su de- mek için sahnede çeşitli hayvanlara alter- ği için de yalnız çalışırdı. Edison ile Tes- rinliği azaldığındaysa dalga kırılır). Fakat natif akım verip öldürüyorlardı. la arasındaki tek benzerlik ikisinin de uy- su molekülleri dalgaları ve enerjiyi iletir. kuya ihtiyaç duymadan saatlerce çalışabil- Aynı şekilde elektronlar da enerjiyi iletir, mesiydi. Aralarındaki en büyük farklar- fakat belli bir yönde akmaz. dan birisi ise para konusuna yaklaşımla- rıydı. Edison mucitliğinin yan sıra buluş- Şimdi Edison ile Tesla’ya dönelim. larından para kazanmayı çok iyi bilen bir Edison’un verdiği işi büyük bir iştahla bi- iş adamıydı. Tesla ise parayı kullanma ko- tiren Tesla 50.000 dolarlık ikramiyesini is- nusunda en hafif ifadesiyle beceriksizdi. teyince Edison’dan aldığı cevapla şaşkına Aralarındaki bu farkların eninde sonunda dönmüştü. Edison, o zamanlar göçmen bir sürtüşme doğuracağı açıktı. olan Tesla’ya, o sözün sadece şaka olarak söylendiğini ve Tesla’nın da ancak tam bir Amerikalı olunca bu Amerikan şakasını anlayabileceğini söylemişti. İkisi arasında geçen bu konuşmada kim haklıydı bile- miyoruz, ama Tesla haklılığına tamamıyla inanıyor olacaktı ki hemen istifa etti. Tesla’nın olağanüstü yetenekleri he- men başka yatırımcıların dikkatini çek- ti. Tesla’dan yeni ve gelişmiş bir ark lam- bası modeli yapmasını istediler. Tesla al- 31

Edison ve Tesla Arasındaki Akımlar Savaşı http://www.sd104.s-cook.k12.il.us/students/ashleyhermosillo/jessicajaramillo/columbian.html mın artmasıyla artar. Doğru akımın iletil- <<< mesi sırasında elektrik akımının miktarını Günümüzde mücadelenin galibi hâlâ Tam bu sırada Edison’un karşısına bek- kontrol etmek çok zordur. Alternatif akım Tesla. Ama bu mutlak galibiyet yakın za- lediğinden iyi bir fırsat çıktı. Bir idam ise transformatör kullanarak akımın azal- manda sarsılabilir. Bunun iki ana nedeni mahkûmu elektrik verilerek idam edilmek tılıp voltajın yükseltilmesine imkân verir. var. Birincisi doğru akım kullanan alet- istendi. Kullanılmış bir Westinghouse je- Bu sayede alternatif akım uzak mesafele- lerin, örneğin bilgisayarların sayısının neratörüyle ilk elektrikli sandalye yapıldı. re çok daha az kayıpla iletilebilir. Akımın Ceza infaz edildi ve mahkûm feci şe- bu şekilde az kayıpla iletilebilmesi santral- artması. Yarı iletken yongalar kul- kilde can verdi. Bu işlem sırasında al- lerin şehirlerden uzakta kurulmasına ola- lanan cihazlar düşük voltajlı doğ- ternatif akım kullanıldığı basına sız- nak vermiştir. Ayrıca voltajın ve akımın ru akım kullanır. Örneğin eviniz- dırıldı. Bu kampanya o kadar etkili ihtiyaca göre ayarlanabilmesi, farklı akım- deki fişe takılı bilgisayar, şarjdaki oldu ki, elektrikli sandalye ile idam da ve güçte çalışan aletlerin aynı enerji cep telefonu şehir şebekesinden al- Westinghouse’un ismiyle anılır oldu. kaynağını kullanmasını da sağlar. dığı alternatif akımı ilk önce doğ- ru akıma çevirir ve daha sonra kul- Bütün bu negatif propagandaya Kullandığımız telli (filamanlı) ampul- lanır. Evlerde ve ofislerde doğru rağmen Tesla ve Westinghouse pes ler hem doğru akımla hem de alternatif akım kullanan cihazların kullan- etmedi. Kolomb’un Amerika kıtası- akımla çalışabilir. Elektronların belli bir dığı elektrik enerjisi sürekli artı- nı keşfinin 400. yılı onuruna düzen- yöne akması gerekmez, hareket etmeleri yor. İkinci nedense güneş panelleri lenen Chicago Dünya Fuarı’nın ışık- yeter. Birçok ev aleti için de durum aynı. kullanılarak üretilen elektrik. Gü- landırma ihalesinde Edison’un doğ- Şu anki halleriyle doğru akıma uyumsuz neş panelleri doğru akım üretiyor ru akımının karşısına çıktılar. Fua- olsalar bile yeniden tasarlanarak doğ- ve üretilen bu enerjinin çok uzak rın teması elektrikti ve kazanırlar- ru akıma uygun hale getirilebilirler. Fa- mesafelere iletilmesi gerekmiyor. sa Edison’un doğru akımı karşısın- kat Edison’la Tesla’nın zamanında, elekt- Fakat şu an güneş panelleri kulla- da büyük bir zafer ve prestij kazan- rik özellikle evlerde aydınlatma amacıy- narak üretilen elektrikle cep telefo- mış olacaklardı. Westinghouse, iha- la kullanıldığı için az kayıpla dağıtılabil- nunuzu şarj ettiğinizde elektrik iki leyi kazandı. Rakipleri Edison’un mesi ve iletilmesi önemliydi. Alterna- kere çevriliyor. İlk önce güneş pa- şirketini devralan General Electric tif akımla ilgili icatlarıyla bu ihtiyaçlara neli ürettiği doğru akımı alterna- Company idi. General Electric doğ- cevap veren Tesla, Edison’la arasındaki tif akıma çevirip şebekeye veriyor, ru akımı uzak mesafelere iletmenin kavganın haklı galibiydi. cep telefonu da pilini şarj etmek zor olması nedeniyle çok fazla ba- için şebekeden aldığı alternatif akı- kır tele ihtiyaç duyuyordu. Tesla ve mı doğru akıma çeviriyor. Tabii bu Westinghouse ise verimli ve ucuz al- çevrimler esnasında enerjinin bir kısmı ternatif akım sistemi sayesinde General kayboluyor. Güneş panellerinden üreti- Electric’in teklifinin yarısına inebilmişti. len enerjinin toplam enerji üretimindeki payının artmasıyla, uzmanlar enerji ka- Fuarın açılışı Tesla ve Westinghou- yıplarını en aza indirmek için çareler dü- se için muhteşem bir zafer olacaktı. O za- şünmeye başladı. manki ABD başkanının bir düğmeyi çe- Görünen o ki Tesla’nın alternatif akı- virmesiyle her yer ışıkla dolacak, fuarı zi- mı mücadeleyi ve zirveyi kolay kolay yaret eden 27 milyon kişi alternatif akımın bırakmayacak, çünkü herkesin kendi- ve Tesla’nın zaferine tanık olacaktı. Tes- ne yetecek elektriği üretmesi mümkün la tasarımlarını gururla sergilemiş ve za- görünmüyor. Bu yüzden daha bir süre ferinin tadını çıkarmıştı. Ama ne yazık ki elektrik dağıtım şebekeleriyle beraber hayatının geri kalanında benzeri zaferleri yaşayacağız. Dağıtım şebekeleri oldukça çok sık tadamayacaktı. da alternatif akımın hükümranlığı süre- cek. Bu durumda da doğru akıma kalan Günümüzde akımlar savaşı alternatif akıma alternatif olmak. Edison’la Tesla’nın kavgası günlük ha- KCÇheavyeinnreai:ykE,lMratru.,ğZrualmManehınmÖetdesKinodçe/kiODkeahnaGTüesnlad,üz, yatta bizim için ne ifade ediyor? Elektrik Aykırı Yayınları, 2010. akımının doğru veya alternatif olması ni- http://www.pbs.org/tesla/index.html çin önemli? Elektrik enerjisini uzak mesa- http://magicalhystorytour.blogspot.com felere ekonomik olarak taşımak, bu soru- /2010/08/no-not-that-acdc-electricity- ların cevabının belirlenmesinde etkili ol- acdc.html du. Alternatif akım doğru akımdan da- ha az kayıpla iletilebilir. Enerji kaybı akı- 32

>>> Bilim ve Teknik Temmuz 2012 Murat Yıldırım Dr., Bilimsel Programlar Uzmanı, TÜBİTAK Bilim ve Teknik Dergisi Elektromanyetik Dalgalar İlk önce radyo dalgalarıyla tanıştık, daha sonra televizyon dalgaları geldi. Ardından mikrodalga fırınlar, cep telefonları, baz istasyonları, bluetooth derken elektromanyetik (EM) dalgalar farklı dalga boylarında hayatımızın içine doluştu. Fakat biz hep elektromanyetik dalgalarla iç içeydik. Gözlerimizin algıladığı ışığın sadece dalga boyu farklı, ama o da diğerleri gibi elektromanyetik dalga. O zaman nedir elektromanyetik dalga, nasıl oluşur ve insan sağlığına bir zararı var mı? Işığın elektromanyetik dalga olduğunu öğ- Elektromanyetik kuvvet evrende var olduğu- renmek için 19. yüzyılın ikinci yarısını, Ja- nu bildiğimiz dört temel kuvvetten biri. Kütleçe- mes Clerk Maxwell’i beklememiz gerekecek- kim kuvveti temel kuvvetlerin ikincisi. Sadece ato- ti. Maxwell klasik elektromanyetik kuramı formü- maltı düzeyde etkin olan güçlü kuvvet ve zayıf kuv- le ederek o zamana kadar birbiriyle ilgisiz görünen vet temel kuvvetlerin son ikisi. Çevremizdeki diğer elektrik, manyetizma ve optik gibi dalları bir araya tüm kuvvetler, örneğin sürtünme, bu temel kuvvet- getirdi. Daha önce Gauss, Faraday ve Ampère ta- lerle açıklanır. Moleküler ölçeğin üzerindeki tüm rafından formüle edilmiş birbirinden bağımsız gibi olaylarsa genelde sadece elektromanyetik kuvvetle görünen denklemlerin, Ampère yasasındaki ufak açıklanır, çünkü kütleçekim kuvveti elektromanye- bir düzeltmeden sonra bir araya geldiklerinde bü- tik kuvvetten çok çok daha küçüktür. Günlük ha- tün elektromanyetik olguları açıklayabileceğini ilk yatımızdaki olayların fiziğini anlamamıza yardımcı kez Maxwell gördü ve formüle etti. Şu an Maxwell olan elektromanyetik kuramıyla Maxwell, 20.yüzyıl denklemleri olarak adlandırılan bu formüller ışı- fiziğini en çok etkileyen 19. yüzyıl fizikçisidir. ğın, elektriğin ve manyetik alanların aslında sadece madalyonun farklı yüzleri olduğunu gösteriyor. Bu Elektromanyetik dalgalar ışıma yüklü parçacık- formüller aynı zamanda elektrik yüklerin ve akım- ların hareketi sonucu meydana gelir. Sabit duran ların, elektrik ve manyetik alanlara nasıl kaynak- yüklü bir parçacık sadece elektrik alan oluşturur. lık ettiğini ve zamanla değişen elektrik ve manye- Hareket eden yüklü parçacıklarsa bir elektrik alan tik alanların nasıl bir diğerini oluşturduğunu açık- ve bir manyetik alan meydana getirir. Bu alanların lıyor. Bu formüllerin sonucu olarak, elektrik ve birbirbirlerine oranı sabittir ve birbirlerine dik bir manyetik alanların dalga formunda, boşlukta ışık şekilde uzayda salınarak yol alırlar. Elektromanye- hızı sabitiyle yayıldığı da Maxwell tarafından gös- tik dalgalar diğer dalgaların tersine, bir ortama ih- terilmiş oldu. Elektromanyetik kuramı tek bir ça- tiyaç duymadan yayılabilir. Bu dalgaların frekansı tı altında birleştiren bu çalışma, Maxwell’i Newton ve dalga boyu birbiriyle ilişkilidir, örneğin frekans ve Einstein’ın ardından tarihin en büyük fizikçileri artarken dalga boyu azalır. Eğer “buradaki bizik be- arasına yerleştiriyordu. ni aşıyor, dalga boyu ve frekans da ne, biri artarken öbürü niye azalsın?” diyorsanız, derin bir nefes alın 33

Elektromanyetik Dalgalar ve kendinizi okyanustaki bir tropikal adanın sahi- fiziksel fark, dalga boyu veya frekanstır. Görünür linde hayal edin. Şimdi dikkatinizi okyanusa verin. ışığın rengi de yine dalga boyuna (veya frekansı- İki dalga tepesinin arasındaki uzaklık her zaman na) bağlıdır. Örneğin gördüğümüz ışığın dalga bo- aynıdır. Fizikçiler bu uzaklığa dalga boyu deme- yu ortalama 1 mm’nin binde birinin yarısı kadardır. yi uygun görmüş. Bir dalganın frekansı ise, basitçe Radyo dalgalarının büyüklüğü 1 mm’den başlayıp bir saniyede önünüzden geçen dalgaların sayısıdır. onlarca metreyi bulabilir. X-ışınlarının dalga boyu Bu tropikal adada dalgaları sayacak kadar sıkıldıy- ise 1mm’nin milyonda biri kadardır. Artan frekans sanız, gelin bir saniyede önünüzden geçen dalgala- ve azalan dalga boyuna göre elektromanyetik dal- rı sayalım. Eğer dalgalar arasındaki mesafe artarsa gaların başlıcaları şunlardır: Radyo dalgaları, mik- (dalgaların hızı sabit kalmak koşuluyla), önümüz- rodalgalar, kızılötesi dalgalar, görünür ışık, morö- den geçen dalga sayısı yani frekans azalacaktır. Ta- tesi dalgalar, X-ışınları ve gama ışınları. bii ki bunun tersi de doğrudur, dalga boyu azalırsa da frekans artacaktır. Elektromanyetik dalgaların biyolojik ve kimya- sal sistemler veya herhangi bir malzeme üzerinde- Şimdi tropikal dalgalardan elektromanyetik dal- ki etkisi, dalgayı oluşturan alanların şiddetine ve galara geri dönersek, dalgaları genelde frekanstan frekansına bağlıdır. Mikrodalga fırınların, radyo veya dalga boyundan birine bakarak ayırırız. Rad- ve TV haberleşmesine ek olarak cep telefonlarının yo dalgası ile gördüğümüz ışık arasında özdeki tek ve baz istasyonları arasında kullanılan düşük fre- Dalgaboyları Futbol sahası Ev Tenis topu Bal arısı İğne ucu (metre) Daha uzun Binalar Elektromanyetik Radyo Dalgaları Mikrodalgalar Kızılaltı dalgaların, türleri Tel gibi somut bağlantılar kullanmadan, veri taşınmasına Atomik ve moleküler yapının ayrıntılarının Moleküller ve sıcak cisimler tarafından aracı olurlar. TV ve radyo yayın sistemlerinde kullanılır. çözümlenmesinde olduğu kadar, radarlar ve üretilir. Endüstri, tıp, astronomi vb. Titreşen devrelerin bulunduğu elektronik aygıtlar diğer iletişim sistemlerinde de kullanırlar. alanlarda çoklukla kullanılırlar. tarafından üretilirler. Uçak ve gemi radyoları AM Radyo FM radyo ve TV Cep telefonu Radar Mikrodalga fırın Kaynaklar Daha düşük Frekans (birim saniyedeki dalga sayısı)

<<< Bilim ve Teknik Temmuz 2012 Elektromanyetik dalgalar hayatımızın ayrılmaz kanslı dalgaların yapabileceği hasar, sadece bu dal- bir parçası, artık hep onlarla yaşıyoruz. Yeryüzün- gaların söz konusu malzeme üzerinde oluşturacağı deki hayatın kaynağı Güneş, ihtiyacımız olan ener- ısınma etkisine bağlıdır. O yüzden düşük frekanslı jiyi elektromanyetik dalgalar halinde gönderiyor. dalgaların verebileceği hasar sadece maruz kalınan Vücudumuz D vitamini sentezi için düzenli olarak elektromanyetik dalgaların şiddetine ve maruz ka- belli dalga boyundaki elektromanyetik ışımaya, ya- lınan süreye bağlıdır. Satın aldığımız cep telefonla- ni ışığa muhtaç. Umarız bu yazıyı okumak için ih- rı ve benzeri elektronik araçlar için sağlık örgütle- tiyaç duyduğunuz elektromanyetik dalgaları, bu rince belirlenmiş limitler vardır ve ticari ürünler o yazı sayesinde biraz daha tanımış olursunuz. limitlerin altında olmak zorundadır. Kaynaklar X-ışınları ve gama ışınları gibi yüksek frekanslı sEhotertkput:lr/ao/rgmovaeznlyeyamenteiıktvlaid.roaıml,gTauÜl.aeBrdvİuTe.tArin/Kdsae-Bnpioslta/eeğnlleı,ğk2ıt:0rSo0ım1k.çaansyoertuikla_n elektromanyetik dalgalar içinse durum biraz daha spektrum.pdf farklı. Bu dalgalar hücrelerle etkileştiklerinde do- kularda ve genetik malzemede değişiklik yapabilir. Bu değişikliklere yol açacak kadar yüksek frekanslı ışımalara iyonlaştırıcı ışıma adı verilir. Örneğin bir tek gama ışını fotonu, etkileştiği bir DNA molekü- lünde bozunma meydana getirebilir. Hücre Bakteri Protein Su molekülleri Atomlar Daha kısa Görünür Işık Morötesi X–Işınları Gama Işınları Gözün retinasının duyarlı olduğu At­mos­fe­rin iyon­ osf­ er kat­ma­nınd­ a atom­lar­la Tıpt­a bir ta­nı arac­ ı olup, kans­ er Radyoaktif çekirdeklerin nükleer dalgaboylarıyla sınırlanan oldukça etk­ i­le­ştiğinde iyon üret­ i­lir. Mik­roorg­ a­nizm­ a­ ted­ a­vis­ in­de kull­ a­nı­lır. Canl­ ı dok­ ul­ a­ra tepkimeleri sırasında yayılırlar. dar aralıkta bulunurlar. lar bu ışın­la­rı soğ­ urd­ uğund­ a par­ça­la­nır­lar. zar­ ar ver­ir. Canlı dokularca soğurulunca zarar verirler. İnsanlar Lamba Morötesi ışık x-ışınları Radyoatif elementler Daha yüksek 35

Yüksel Atakan Dr., Radyasyon Fizikçisi, Almanya Çatılardaki Baz İstasyonları En Üst Katlarda Oturanların Sağlığını Etkiliyor mu? Çatılarında baz istasyonları bulunan yüksek binaların özellikle en üst katlarında oturanlar, zaman zaman baş ağrılarını, uykusuzluğu, kansere kadar çeşitli hastalıklarını baz istasyonuna bağlayıp kaygılanıyor. Bazıları bunların sökülmesi için ilgili kurumlara ve hatta yargıya başvurup dava açıyor, apartman yöneticileriyle tartışıyor. Başka bir eve taşınmaya kalkanlar da var. Bunlarla ilgili çeşitli haberler ve yorumlar televizyon programlarında, gazete ve internet sayfalarında yoğun olarak yer alıyor (Örneğin:“Çatıdaki düşman: Baz istasyonu” http://www.iyibilgi.com/haber.php?haber_id=81585%20). Bu yazıda, bu konuda bugünkü bilimsel düzeye göre ulaşılan sonuçları, konuya yabancı olanların bilgi edinebilecekleri şekilde oldukça basite indirgeyip açıklamaya çalışacağız. Baz istasyonu elektromanyetik dalgaları nasıl yayıyor? Yayın doğrultusunda, antenden uzaklaştıkça elek- Bu dalgalar nereleri, ne ölçüde etkiliyor? triksel alan şiddeti (Volt/m) uzaklıkla ters orantılı olarak azalırken, insan vücudunu etkilemede önemli 5 4 olan elektriksel güç akısı (Watt/m2) da uzaklığın ka- 21 resiyle ters orantılı olarak azalıyor. Örneğin 10 metre Çizim: Rabia Alabay uzaklıkta elektriksel alan şiddeti 1 metre uzaklığa gö- 3 re kabaca onda bire düşerken, elektriksel güç akısı ise yüzde bire iniyor). Çatısında baz istasyonları bulu- Baz istasyonunun yaydığı Çatıdaki baz istasyonu, bir gemi projektörünün nan binalar birbirine çok yakınsa, bunlardan birinin elektromanyetik dalganın ana geminin geceleri gittiği doğrultuyu ışın demeti ya- diğerinin üst katındakileri etkileme olasılığı (az ol- doğrultusu yarak aydınlatması gibi, belirli doğrultularda elekt- makla birlikte), kendi bulunduğu binanın üst katın- Çatıdaki baz istasyonundan romanyetik dalgalar yayıyor. Açık denizde gece iler- dakileri etkilemesinden genellikle daha fazladır. Bu yayılan (ya da yerine göre lerken önünü aydınlatan gemi projektörünün dibi- nedenle baz istasyonları yerleştirilirken yakınında- yansıyan) elektromanyetik ne ve arkasına ışık saçmaması ve yanlarda da etki- ki binalarda, okul bahçeleri, parklar gibi sık bulunu- dalgaların şekildeki binanın sinin gitgide azalması gibi, yayını elektronik olarak lan yerlerde ilgili sınır değerlerin altında kalınmasına gösterilen noktalarında yönlendirilmiş (direksiyonel) bir baz istasyonu an- projelerde dikkat edilir. Öte yandan bir baz istasyo- oluşturduğu maksimum teninin de dibine, yan ve arka bölümlerine elektro- nunun çevresindeki herhangi bir noktadaki elektrik- elektriksel akı yoğunlukları manyetik dalgalar pek az ulaşabildiğinden, buralar- sel güç akısının büyüklüğü çeşitli değişkenlere bağ- (W/m2) ve bunların sınır (limit) da uzun süre de kalınsa etki yok denecek kadar aza- lı. Örneğin beton tavan ve duvarlar, hatta metal kat- değerlere göre yüzdeleri lıyor (antene yakın, az kapsamlı bir kaç yan demet ve kılı çift camlı pencereler bu frekanslardaki elektro- (Almanya’daki bir mobil iletişim yansımalar dışında). manyetik dalgaları önemli ölçüde azaltıyor. Bu ne- şirketinin ölçüm ve hesaplama denlerle çatı altındaki katta, çatıdaki baz istasyonun- verileri olan bu değerler yerine dan kaynaklanan elektromanyetik dalgaların etki- göre bir miktar değişebilir). si genel olarak çok azdır. Aşağıdaki şekil ve çizelge bunlarla ilgili ayrıntıları gösteriyor. Şekildeki ölçüm yeri no. Elektriksel güç akısı (W/m2) Sınır değerin yüzdesi olarak güç akısı (%) Sınır değer: 9,2 W/m2 (1800 MHz için) Çatıdaki baz istasyonlarının tam altındaki 1 nu- 1 0,0001 marayla gösterilen katta, elektriksel güç akısının di- 2 0,0005 0,001 ğer ölçüm yerlerine göre en az değerde olduğu görü- 3 0,001 0,005 lüyor (sınır değerin sadece % 0,001’i kadar). Diğer 4 0,005 0,01 ölçüm yerlerinde saçılma ve yansımalarla değerlerin 5 0,01 0,05 arttığı görülmekle birlikte, komşu binadaki çatı al- 0,1 36

>< Bilim ve Teknik Temmuz 2012 tındaki katta, ölçüm değeri baz istasyonu- lerinde, hayvanlar ve modeller üzerinde limsel araştırmalardan elde edilen sonuç- nun bulunduğu binadakinden çok daha yapılan deneylerden ve halk kitleleri üze- lara göre, sınır değerlerin altında kalındı- fazla. Bina dışındaki 5 ve 3 numaralı yer- rinde yapılan karşılaştırmalı (epidemiyo- ğı sürece, bunların yaydığı elektromanye- lerde ölçüm değerleri daha yüksek, ancak lojik) gözlemlerden oluşuyor. Bu çalışma- tik dalgaların sağlığımızı olumsuz etkile- buralarda bulunulma süreleri genellik- lar içinden bilimsel yol ve yöntemleri kar- mesi beklenmiyor. le çok daha kısa olduğundan vücuda etki şılaştırmalarla sınanmış olanlardan elde de daha az olacaktır. Buna rağmen çatıda- edilen bulguları aşağıda özetlersek: Bir baz istasyonunun yayın gücünün, ki 5 numaralı yerdeki en yüksek değer, sı- cep telefonununkinden genellikle 100 ile nır değerin binde biri kadar azdır (% 0,1). Yüksek frekanslı elektromanyetik dal- 1000 kat daha yüksek olmasına karşın, galar (alanlar) hücrelerdeki elektriksel baz istasyonundan 20-200m uzaklıkta- Baz istasyonları neden kent dışına değil de, yüklere kuvvet uyguluyor. Ortaya çıkan ki etki (elektromanyetik güç akısı) hem kentteki binaların çatısına kuruluyor? elektriksel potansiyel farklarıyla oluşan uzaklıkla hem de aradaki binalar, ağaçlar Cep telefon sisteminin çalışma tekniği elektriksel akımlar bazı yerlerde, örneğin gibi engellerle büyük ölçüde azalıyor. Ku- gereği, baz istasyonları kentin uygun yer- hücre zarlarında tepkimelere neden ola- lağımıza dayadığımız cep telefonunun bi- lerine “bal peteği modelindeki hücrelerin rak ısıl olmayan etkiler de doğurabiliyor. ze etkisi ise, ölçümlere göre, baz istasyo- köşelerine” konuluyor. Ancak böylelik- Bu çeşit etkiler 10 MHz’den daha düşük nunun etkisinden en azından bin kat da- le her bir baz istasyonunun kapsama ala- frekanslarda sinir hücreleri üzerinde etki- ha çok. Bunun nedeni cep telefonu kulağa nında, aynı anda belirli sayıda cep telefo- li olabiliyor. Baz istasyonlarının yayın fre- birkaç milimetre yakın tutulurken, baz is- nuyla iletişim kurulabiliyor. Baz istasyon- kanslarında ise (10 MHz-300 GHz ban- tasyonunun telefonla konuştuğumuz yer- ları sanayi tesisleri ya da otobüs garajları dı) elektromanyetik alanın çok hızlı de- den onlarca metre hatta birkaç km uzakta gibi kent dışına çıkarılamaz, çıkarıldıkla- ğişmesi sonucu bu çeşit etkiler ortaya çı- olması. Bu nedenle baz istasyonlarından rında cep telefonu sisteminin teknik yapısı kamıyor. kaygılananların, cep telefonlarını çok da- kökünden bozulur. Bazı yerleşim yerlerin- ha az kullanması kendilerini daha az et- de kent dışında baz istasyon kuleleri ku- Elektromanyetik dalgaların elektrik- kileyecektir. rularak kentteki cep telefonlarıyla iletişim sel yüklere kuvvet uygulaması, elektron- sağlanması öneriliyor. Bu ise kulelerin çok larda, atomlarda ve örneğin sudaki mole- Yapılabilecek Ölçümler ve Sonuç daha yüksek güçle yayın yapmasını ge- küllerde (dipollerde) daha hızlı dönmeye Bugünkü bilimsel ve teknolojik düzeye rektirmesinin yanı sıra kulelerle iletişim ve titreşime yol açıyor. Atomların ve mo- dayanan açıklamalara rağmen, eğer kay- kurabilmek için cep telefonlarının da güç- leküllerin hareket enerjileri, sürtünme so- gı duyuluyorsa, baz istasyonu çevresinde lerinin artmasıyla sonuçlanır. Bu durum- nucu bulundukları ortamı ısıtıyor (hare- oturulan ya da uzun süre bulunulan yer- da ise, cep telefonu kullanıcıları çok daha ket enerjisinin bir bölümü, ısı enerjisine lerde ölçümler yapılarak etki belirlenebilir. fazla radyasyon dozu alacağından, isteni- dönüşüyor). Böylece vücuttaki ısınma so- Sonuçlar sınır değerlerle karşılaştırılıp et- lenin tam tersi sonuç alınacak ve yağmur- nucu “ısıl etkiler” ortaya çıkabiliyor. Isın- kinin büyüklüğü uzmanlarca değerlendi- dan kaçılırken doluya tutulunacaktır. Ay- ma, sadece frekansa, alan şiddetine ve et- rilebilir. Ölçüm yapan şirketler ya da labo- rıca bu durumda bunlarla aynı anda çok kilenme süresine değil, aynı zamanda vü- ratuvarlar ve bu konularla ilgili ayrıntılar kişinin konuşamaması bir yana, çok dar cut dokusunun elektriksel özelliklerine Bilgi Teknolojileri ve İletişim Kurum’un- kapsamlı bölgeler dışında pek kimse ko- de bağlı. Frekans arttıkça dalganın vücu- dan edinilebilir (http://www.btk.gov.tr). nuşamayacak ve herkes “telefonum çek- da girme derinliği azalıyor. Baz istasyon Bilim ve teknoloji, bilindiği gibi göz- miyor” diye de yakınacaktır. yayın frekanslarındaki dalgalarda bu de- lem ve karşılaştırmalara dayanıyor. Bu ne- rinlik 1 cm’den daha az. Isıl etkiler, vücut- denle ölçüm ve karşılaştırmalara dayana- Sağlığımıza Etki: Isıl ve Isıl Olmayan Etkiler ta ısı artması sonucu ortaya çıkarken, ısıl rak sonuçlar çıkarmak ve önyargılı olma- Baz istasyonlarından yayınlanan yük- olmayan etkilerin, elektromanyetik dal- mak doğru yoldur. sek frekanslı elektromanyetik dalgaların galardan bir miktar enerji alan molekül- Güvenilir ölçümlerden ve bugünkü bi- enerjileri radyoaktif maddelerden yayılan lerin daha ilk hareketleri sırasında bulun- limsel, teknolojik düzeyden başka tutana- alfa, beta ve gama ışınları gibi hücrelerde- dukları ortamla tepkimeye girmek şek- ğımız, dayanağımız ise yok. ki atomlardan elektron sökecek (iyon çift- linde (henüz belirgin bir ısıya dönüşeme- Bu konularda daha ayrıntılı bilgi için, leri oluşturacak) kadar yüksek olmadı- den) gerçekleşebileceği düşünülüyor. An- aşağıdaki yayınlara bakılabilir: ğından, bunlar vücutta “iyonlayıcı olma- cak ısıl olmayan bu çeşit olayların vücuda yan” etkilere neden olabiliyor. Bugüne ka- yapabileceği olumsuz etkilerle ilgili ola- AKtaayknaank,Yla.,r“Baz istasyonları çevrelerindeki ölçümler ve dar, bu çeşit etkilerin araştırıldığı 50.000 rak, doğruluğu karşılaştırmalarla sınan- insana etkileri: Mobil iletişim nasıl sağlanıyor?”, kadar bilimsel çalışma yapılmış. Tüm bu mış, bilimsel kanıtlar henüz yok. BAitlaimkanve,YT.,ek“Cniekp, TÜBİTAK, Aralık 2010. araştırmalar laboratuvarda hücre kültür- telefonlarından yayılan dalgalar Uluslararası ve ulusal yetkili kurumla- vücudumuzu nasıl etkiliyor?”, Bilim ve Teknik, rın belirledikleri sınır değerler ısıl etkilere TÜBİTAK, Mart 2010. dayanıyor. Bu konuda bugüne kadar bi- Atakan, Y., “Elektromanyetik dalgaları tutan perde”, Cumhuriyet Bilim Teknik, 16. 07. 2010. 37

Menemşe Gümüşderelioğlu * Gökçe Kaynak * Prof. Dr. vMeikUryogduallagmalaalrarı Hacettepe Üniversitesi Kimya Mühendisliği ve Biyomühendislik bölümleri Mikrodalga bilimi ve teknolojisi, son 50 yılın en önemli buluşlarından biri olarak değerlendiriliyor. Mikrodalga ile pişirme 1960’lı yıllardan beri gıda alanında kullanılıyor, ancak son 10 yıldır mikrodalgaların çok sayıda endüstri alanında ve laboratuvarlarda kullanımı da giderek yaygınlaşıyor. Mikrodalga teknolojisinin gelişimi II. Dün- lıktaki ilk mikrodalga fırını tasarladı. Günümüzdeki- ya Savaşı sırasında radar cihazlarının sa- lerle karşılaştırıldığında “dev” büyüklükte olan bu fı- bit frekansta mikrodalga üretmesi için ya- rın, hantal oluşunun yanı sıra fiyatının yüksek olma- pılan çalışmalar ile başlamıştır. Percy LeBaron Spen- sı nedeniyle de piyasada ilgi görmedi. Bugün evleri- cer radar dalgaları ile deney yaparken cebindeki çiko- mizde giderek yaygın bir şekilde kullanılmakta olan latanın erimesi ile mikrodalga enerjisinin yiyecekleri mikrodalga fırınlar 1954 yılında piyasaya sürüldü. Bir ısıtabildiğini keşfetti. Ardından mikrodalgaların be- yandan bu fırınlar geliştirilirken, 1980’lerde de labo- sinlerin pişirilmesi amacıyla kullanılması fikrini orta- ratuvarlarda kullanılmak için tasarlanmış endüstriyel ya attı ve yaklaşık 2 metre yükseklikte ve 350 kg ağır- mikrodalga fırınlar üretilmeye başlandı. 38

>>> Bilim ve Teknik Temmuz 2012 Mikrodalgaların Özellikleri Mikrodalga ışıma, tüm elektromanyetik ışıma- tırılabilir ve tepkimeler tekrarlanabilir. Kimyasal larda olduğu gibi, manyetik ve elektrik alan ol- tepkimenin gerçekleştirildiği boşluk, tepkimeler mak üzere iki bileşenden oluşur. Elektromanyetik sırasında meydana gelebilecek patlamalara karşı spektrumun radyo dalgaları ile kızıl ötesi ışınlar korunma amacıyla özel olarak tasarlanmıştır. Ba- arasındaki bölümünde yer alan mikrodalgalar ışık zı sistemlerde örnekler boşluğa robotik bir kol ile hızında hareket eder. Frekansları 0,3 ile 300 GHz yerleştirilip yine robotik kol ile geri alınır ve tepki- arasında, dalga boyları ise 1 mm ile 1 m arasında- meler otomatik yürütülebilir. Sistemler sürekli akış dır. X-ışınlarından, UV ışınlarından ve kızıl ötesi kangalı, manyetik karıştırıcı ve geri soğutucu gibi ışınlardan daha düşük frekanslardaki bu enerjiden çeşitli aksesuarlarla zenginleştirilebilir. Mikrodal- sadece dönme hareketi yapacak şekilde etkilenen ga cihazları tekli veya çoklu sistemler olmak üzere moleküllerin yapısındaki kimyasal bağlar kırılmaz. iki tipte tasarlanır. Tekli sistem cihazların en büyük Ev tipi mikrodalga fırınlar su moleküllerinin çok avantajı, örneğin mikrodalga ışımasının en yük- iyi bir soğurucu olduğu 2,45 GHz’lik frekansta ça- sek olduğu noktaya yerleştirilmesi ile yüksek ısıt- lışır. Bu frekansta çalışan bir fırının içine koyulan ma oranı sağlanmasıdır. Her defasında yalnızca bir ve mikrodalgayı soğuran bir maddenin molekül- örnek için uygulama yapılabilmesi ise bir dezavan- leri, saniyede 2,5-3 milyar kez titreşerek kinetik tajdır. Tekli sistem mikrodalga ısıtma donanımları enerji kazanır, böylece madde ısınır ve pişer. genellikle az miktarlardaki ilaç sentezinde ve oto- masyon alanlarında kullanılır. Çoklu sistem cihaz- Genel olarak mikrodalga sistemleri mikrodal- larda ise amaç mikrodalgayı cihazın içinde olabil- ga kaynağı (jeneratör), mikrodalgayı jeneratör- diğince dağıtabilmektir. Böylelikle çok sayıda ör- den uygulama bölgesine (aplikatöre) dağıtan ile- nek ile aynı zamanda çalışmak mümkün olur. Bu tim hattı ve enerjiyi ısıtılacak malzemeye etkin şe- sistemlerin en büyük dezavantajı, dağıtılan ışımay- kilde aktaran aplikatörden meydana gelir. Magnet- la ısıtılan örneklerin verimli şekilde kontrol edile- ronlar laboratuvarlarda, endüstride ve evsel mik- memesi nedeniyle art arda ısıtılan örnekler için ay- rodalga fırınlarda en sık kullanılan jeneratörlerdir; nı ısıtma koşullarının sağlanamamasıdır. 60 Hz’lik elektrik enerjisini mikrodalgalara dönüş- türürler. Magnetronun ürettiği yüksek enerji, kü- Yukarıda açıklanan teknik gelişmeler, mikro- çük bir anten yardımıyla dağıtıcılara aktarılır ve dalga fırınların yeni uygulama alanlarında, özel- dağıtıcılar bu dalgaları fırın boşluğuna taşır. Taşı- likle polimer bilimi ve teknolojisinde kullanımını nan mikrodalgaların fırının içinde homojen olarak giderek yaygınlaştırmaktadır. dağılmasını sağlamak amacıyla ya bir döner tab- Mikrodalga fırının bileşenleri la ya da dağıtıcıdan sonra yerleştirilen bir pervane kullanılır. Isınan maddenin yaydığı enerji ile ısınan Dağıtıcı İletim hattı Anten havanın fırının içinde birikmesini önlemek ama- Magnetron cıyla da bir havalandırma sistemi bulunur. Çizim: Rabia Alabay Döner tabla Alternatif bir ısıtma yöntemi olarak mikrodal- galar yalnızca yiyecek ve içeceklerin ısıtılmasında değil laboratuvarlarda pek çok kimyasal tepkime- nin gerçekleştirilmesinde de kullanılabilir. Ev tipi mikrodalga fırınların en büyük avantajı ucuz ol- maları ve kimyasal sentez için gerekli ekipmanlar (karıştırıcı, kondansatör vb.) ile birleştirilebilme- leridir. Ancak magnetronun açılıp kapatılması ile sisteme uygulanan gücün sürekli değişmesi ve or- tam koşullarının (sıcaklık ve basınç) kontrol edi- lememesi, bilimsel çalışmalar açısından dezavan- tajdır. Bu nedenle laboratuvarlardaki özel gereksi- nimleri karşılamak amacıyla ev tipi mikrodalga fı- rınlardan farklı olarak, özel mikrodalga sistemle- ri geliştirilmiştir. Bu sistemlerde sıcaklığın ve ba- sıncın kontrol edilebilmesi sayesinde güvenlik ar- 39

Mikrodalgalar ve Uygulamaları Mikrodalga ile ısıtma işleminin süresi, ısıtılacak maddenin su içeriğine, yoğunluğuna, kütlesine, die- Mikrodalgalar bir maddeyi nasıl ısıtır? lektrik sabitine (elektriksel potansiyel, enerjiyi depo- lama yeteneği) ve iyon yüküne bağlıdır. Mikrodalga Mikrodalgaların maddelerle etkileşimi madde- ile ısınmayı bu faktörler dışında mikrodalganın ça- nin türüne bağlı olarak temelde üç şekilde gerçekle- lışma frekansı, gücü, ısıl iletkenlik özellikleri ve öz- şir. Bunlar yansıtma, soğurma ve geçirgenliktir. Eğer gül ısısı gibi başka parametreler de etkiler. malzeme elektriksel iletken (metaller, grafit gibi) ise mikrodalgalar yüzeyden geri yansır ve malzeme Mikrodalga ile ısıtma geleneksel ısıtmadan fark- ısınmaz. Yüksek yalıtkan özellik gösteren malzeme- lıdır. Geleneksel ısıtma işleminde ısıtma kabın yüze- ler kullanıldığında, mikrodalgalar malzeme içerisin- yinden başlar, karışımın kendisinden daha yüksek den soğurulmadan geçer ve malzeme yine ısınmaz. sıcaklıktaki yüzey ile fiziksel etkileşim halinde olma- Elektromanyetik alana maruz kaldıklarında mikro- sı gerekir. Bir tenceredeki suyun geleneksel yöntem- dalgayı soğuran malzemeler (su, şeker, yağ gibi) ise lerle, örneğin doğal gaz ile çalışan bir ocakta ısıtıldığı çok ısınır. Mikrodalgayı soğuran malzeme içeren durumu düşünelim. Isının ocaktan tenceredeki suya çözeltiler de soğurma derecesine bağlı olarak ısınır. aktarılması, ısının tencere çeperinden içerideki suya Maddelerin kimyasal veya fiziksel bağları da mikro- iletilmesiyle gerçekleşir. Bu yöntemde ısıtma iki or- dalgayı soğurma derecelerini değiştirir. tam arasındaki sıcaklık farkının yanı sıra tencerenin imal edildiği malzemenin iletkenlik özelliklerine de Mikrodalga ile geleneksel Çizim: Rabia Alabay bağlı olduğu için yavaştır ve etkin değildir. Sıcaklık yöntemin ısıtma açısından zamanla tencerenin çeperinden merkeze doğru aza- karşılaştırılması. lır, dolayısıyla homojen bir ısınmadan söz edilemez. Mikrodalga ile ısıtma (sol), Geleneksel yöntemle ısıtmada mekanik karıştırmay- geleneksel ısıtma (sağ). la ısının homojen olarak dağılması sağlanmaya çalı- şılsa da dengeye ulaşılması uzun zaman alır. Laboratuvar tipi çeşitli Mikrodalgaların soğurulması sonucunda olu- mikrodalga sistemleri şan ısınma iki şekilde gerçekleşir: Dipol etkileşim- Mikrodalga ile ısıtma geleneksel ısıtma yöntemle- ler ve iyonik iletim. Dipol moment, elektriksel ku- rinden daha hızlıdır, daha kısa sürede ve daha düzen- tuplu moleküllerin kutupları arasındaki elektrik li ısıtma sağlar. Örneğin mikrodalgalar kimyasal tep- yükünü ifade eder. Dipol momentli malzemeler kimelerde ısıtma için kullanıldığında karışım içinde- (örneğin su molekülü) mikrodalgaya maruz kal- ki moleküllerle doğrudan etkileşir ve sıcaklık hızla ar- dıklarında ısı üretir. Mikrodalganın elektrik alanı- tar. Isıtma işlemi, kabın ısıl iletkenliğine ve ortam bi- na maruz kalan dipol momentli moleküller, dön- leşimine bağlı olmadığı için “ani süper ısınma bölge- me hareketi sonucu uygulanan alanla aynı hizaya leri” meydana gelir ve ısı dağılımı geleneksel ısıtmaya gelir. Bu dönme hareketine bağlı olarak ortaya çı- göre çok daha homojen olur. Temas etmeden ısıtma kan sürtünme kuvveti sonucunda da moleküller (malzeme yüzeyi daha az ısınır), ısı aktarımı yerine enerji kazanır ve ısınır. İyonik iletim mekanizma- enerji aktarımı (ışıma malzemeye nüfuz eder), mal- sı, dipol etkileşim mekanizmasından bazı bakım- zeme seçiciliği, hızlı başlama, durdurma ve sonlan- lardan farklıdır. Bir çözelti içindeki iyonlar yüklü dırma ve ters ısısal etki (ısınma malzemenin içinden parçalardır ve dipol momentleri yoktur. Yüklü par- başlar) mikrodalganın diğer üstünlükleridir. çalar, mikrodalganın elektrik alanından kaynakla- nan polarite (zıt iki kutba sahip olma) değişimi- Mikrodalgaların Uygulama Alanları ne bağlı olarak hareket eder ve çarpışır. Bu çarpış- ma sonucu ortaya çıkan kinetik enerji, ısı enerjisi- Mikrodalgaların çeşitli uygulama alanları vardır. ne dönüşür. Bunlar aşağıda kısaca açıklanmıştır. Bu iki mekanizmanın etkinliklerini karşılaştıra- Gıda alanında bilmek için, aynı süreyle aynı güç değerinde mik- Gıda endüstrisi mikrodalganın en yaygın kulla- rodalga uygulanan saf suyun ve musluk suyunun nıldığı alandır. Günümüzde mikrodalga dondurul- ulaştığı en yüksek sıcaklık değerlerine bakılmıştır. muş ürünlerin çözdürülmesinde, kurutma, kavur- Saf su sadece dipol etkileşimle ısınırken, musluk ma ve pişirme işlemlerinde kullanılmaktadır. Pastö- suyunda (içerdiği iyonlar nedeniyle) hem iyonik rizasyon, sterilizasyon, dondurarak kurutma ve haş- iletim mekanizması hem de dipol etkilesim meka- lama işlemlerinde, ayrıca küf mantarlarının azaltıl- nizması etkindir. Dolayısıyla musluk suyunun ısın- masında da mikrodalganın kullanım olanakları araş- ma hızının ve ulaştığı en yüksek sıcaklığın saf su- tırılıyor. yunkinden daha yüksek olduğu görülmüştür. 40

Bilim ve Teknik Temmuz 2012 <<< Metalurji alanında Çizim: Rabia Alabay Mikrodalga elyaf kurutulmasında, kereste içinde- ki kurtçukların yok edilmesinde, orman ürünlerinin a) b) c) d) kurutulmasında ve kömürün iyileştirilmesinde kul- Mikrodalganın çeşitli materyaller lanılıyor. Kimya alanında ile etkileşimi: Biyomedikal uygulamalarda Mikrodalga ışınımın kimyasal tepkimelerde kul- a) elektriksel iletken Mikrodalga biyomedikal uygulamalarda da lanılması için 1980’lerde başlayan çalışmalar 2000’li b) yalıtkan önemli bir yere sahip. Temel olarak, tıbbi atıkların yıllarda hızla arttı. Yapılan ilk çalışmalarda ev tipi c) mikrodalgayı soğuran malzemeler sterilizasyonunda kullanılıyor. Diş hekimliğinde mikrodalga fırınlar kullanıldı. 1990’larda mikrodal- d) mikrodalgayı soğuran malzeme sterilizasyonda, alçı modellerin kurutulmasında ve ga reaktörlerinin geliştirilmesi ile daha güvenilir so- içeren çözeltiler akrilik protez kalıplarının oluşturulmasında mik- nuçlar alındı ve yüksek tekrarlanabilirlik sağlandı. rodalga uygulanıyor. Akrilik reçinelerin su ban- Mikrodalgalar boyaların, seramiklerin, polimer- Mikrodalga ile moleküllerin yosunda polimer oluşturması ile mikrodalga ko- lerin ve selüloz ürünlerin kurutulmasında, kayna- etkileşim mekanizmaları şullarında polimer oluşturması karşılaştırıldığın- tılmasında, buharlaştırılmasında ve sinterlenmesin- da, mikrodalga koşullarında hem polimerin orta- de de (bir katının küçük parçalarını erime noktası- lama molekül ağırlığının yükseldiği, hem de tepki- na kadar ısıtıp birbirine kaynatma işlemi) kullanılı- me süresinin kısaldığı görülüyor. Bu da diş hekim- yor. Ayrıca tekstilde boyanmış iplik çilelerinin kuru- liği uygulamalarında avantaj sağlıyor. Bunun yanı tulmasında, selüloz atıkların işlenmesinde, kâğıt ve sıra insan vücudundaki fiziksel ve biyolojik işlev- karton kurutma işlemlerinde, ahşapta oluşan man- leri algılamak, kontrol etmek ve görüntülemek için tarların yok edilmesinde, plastik ve kauçuk vulka- mikrodalga ışıma ve görüntüleme teknikleri geliş- nizasyonunda (kauçuğun kükürt köprüleri ile çap- tirildi. Hayli kapsamlı sistemlerden oluşan bu tek- raz bağlanarak daha dayanıklı hale getirilmesi işle- nikler vücut işlevlerindeki değişiklikleri kontrol mi), seramiklerin sentezlenmesinde, kurutulmasın- etmek ve görüntülemek amacıyla çoğunlukla vü- da, kalsinasyonunda (bir maddenin nemini ve uçu- cutla temas eden yayıcı bir anten ve belirli bir me- cu bileşenlerini uzaklaştırmak için uygulanan ısıtma safeye yerleştirilmiş bir algılayıcı ile birlikte kulla- işlemi) ve sinterlenmesinde kullanılıyor. nılıyor. Beyindeki kan akışının ve atımlı kan akı- şının tespiti, termal görüntüleme ve beyindeki si- Elektrik alan nirsel etkinliğin tespiti bu uygulamaların örnekle- ridir. Son yıllarda bu uygulamalar, mikrodalga to- Çizim: Rabia Alabay İyonik iletim Dipol polarizasyon mografi, mikrodalga radyometri ve mikrodalga ta- nı radarı gibi yeni tanı teknikleri üzerinde yoğun- Plastiklerin hammaddesi olan polimerlerin mik- laşmıştır. Sağlıklı doku ile kanserli tümör dokusu- rodalga ışıma ile üretimine 20 yıl kadar önce poli- nun elektriksel iletkenlik özellikleri arasında mik- merleşme tepkimelerinin hızını artırmak amacıyla rodalga frekansında belirgin bir fark olması, mik- başlanmıştı, ancak son yıllarda mikrodalga kullanı- rodalga ile görüntüleme tekniklerinin geliştirilme- mı giderek arttı. Mikrodalga ile gerçekleştirilen po- sine yardımcı olmuştur. limerleşme tepkimelerinde polimer zincirini oluştu- Bunların yanı sıra kemik yapısında meydana ge- ran birincil bağlar herhangi bir zarar görmediğinden len hasarların tedavisinde, kemikteki boşluğu doldu- kimyasal yapı bozulmaz. Mikrodalga, polimerleşme rarak boşlukta ödem oluşmasını ve yumuşak doku- tepkimelerinde kullanılan sıcaklıkta aktifleşen başla- nun boşluğa girmesini engelleyen, yeni kemik olu- tıcıların daha kısa sürede aktif hale gelmesini sağlar, şumuna da yardımcı olabilen kemik dolgu malze- melerinin üretiminde de mikrodalgadan yararlanılı- yor. Kemiğin doğal yapısındaki çeşitli inorganik bi- leşenleri içeren biyoseramikler, kemik dolgu malze- mesi olarak, toz ya da gözenekli bloklar halinde kul- lanılıyor. Mikrodalganın hızlı hacimsel ısıtma, yük- sek tepkime hızı, parçacıklarının küçük olması, bü- yüklüklerinin birbirine yakın olması ve yüksek saf- lık sağlama avantajlarından yararlanılarak, kemiğe daha benzer dolgu malzemeleri üretme çalışmaları hâlâ devam ediyor. 41

Mikrodalgalar ve Uygulamaları sinin ısıya dönüşme verimi hayli yüksektir. Gelenek- sel yöntemlerde ısı verimi % 7 ile % 14 arasında deği- bu sayede tepkime daha kısa sürede gerçekleşir. Ör- şirken, mikrodalga koşullarında bu değer % 40’a ka- neğin yaygın olarak kullanılan plastiklerden biri olan dar çıkar. polistirenin sentezi geleneksel yöntemlerle (su ban- yosu veya ısıtma ceketi ile tepkime sıcaklığında ısıt- Bunların yanı sıra, mikrodalga kullanılarak ge- ma) 6 saatte gerçekleşirken, mikrodalga ile bu süre 8 leneksel ısıtma ile elde edilmesi mümkün olmayan dakika civarındadır. özellikte ürünler de elde edilebilir. Ayrıca mikrodal- ga ışıma ile gerçekleştirilen tepkimelerin verimleri Polimer malzemelerin yapısal özelliklerini mik- geleneksel yöntemlerinkinden daha yüksektir, bu sa- rodalga ile değiştirmek ve geliştirmek de mümkün. yede saflaştırma işlemlerinden de çok büyük tasar- Örneğin tıbbi uygulamalarda sıklıkla kullanılan ki- ruf edilmiş olur. Mikrodalga, daha az yan tepkimeye tosanın (deniz kabukluları ve böceklerde bulunan neden olduğundan ürün kalitesi de artar. Mikrodal- kitinden elde edilen doğal bir polimer) yapışkanlık ga fırınlar geleneksel sistemlerden daha az yer kaplar, özelliğinin artırılması ve su ile şişme özelliğinin de- maliyetleri daha düşüktür, kullanımları ve bakımla- ğiştirilmesi amacıyla akrilik asit ile aşılanması, mik- rı kolaydır. Mikrodalga, istenen sonuca ulaşabilmek rodalga koşullarında geleneksel yöntemlerden 8 kat için diğer ısı aktarım sistemleriyle birleştirilerek de daha hızlı gerçekleşir. kullanılabilir. Mikrodalga enerjisi, proteinlerin yapı taşları olan Mikrodalganın Dezavantajları amino asitlerin bir araya gelmesiyle oluşan peptitle- rin sentezinde de kullanılıyor. Peptitler hücreler ara- Isıtma ya da tepkime amacıyla kullanılacak kabın sı haberleşme, metabolizma, bağışıklık cevabı ve üre- mikrodalgayı geçiren malzemeden üretilmiş olma- me gibi pek çok biyokimyasal olayda yer alır. Peptit- sı gerekir; kabın şeklinin ve büyüklüğünün de tepki- lerin bu önemli rolü, ilaç adayı olmalarını sağlamış- me üzerinde önemli etkisi vardır. Bunlar mikrodal- tır. Peptit sentezinde mikrodalga ilk kez 1992 yılın- ga kullanımında karşılaşılan güçlükler olarak değer- da kullanılmıştır. Sentez sırasında mikrodalga ener- lendirilebilir. jisi sürekli verilmez, tepkime sırasında belirlenen sü- relerde veya belirlenen sıcaklığa ulaşılana kadar ve- Ayrıca mikrodalga fırınlarda jeneratör işlevi ya- rilir. Mikrodalganın dipol etkileşimlerden kaynakla- pan magnetronlar, geleneksel ısıtma elemanlarından nan titreştirme özelliği, peptit sentezinde çok etkin- daha pahalıdır. Bu yüzden endüstride kullanımları dir. Bu sayede reçine üzerinde büyüyen peptid zinci- yavaş gelişmektedir. rinde oluşabilecek ve eksik amino asit eklenmesine neden olabilen zincirlerin girişimi (agregasyon) en- Mikrodalga fırınlardan radyasyon sızıntısının ön- gellenebilir. lenmesi insan sağlığı açısından çok önemlidir, çün- kü insan vücudunun sürekli olarak ve aşırı miktarda Mikrodalgaların Avantajları mikrodalgaya maruz kalması sakıncalıdır. Vücuda uygulanacak 100 watt’lık mikrodalga enerjisi vücut Mikrodalgalar kimyasal maddeleri doğrudan ısı- sıcaklığını 5 dakikada 5ºC artırır ve son derece tehli- tır ve karışımda seçici ısıtma sağlar. Isıtma doğrudan kelidir. Mikrodalgalara en hassas organlar göz ve be- ve merkezdendir, ısıtılan maddede sıcaklığın mal- yindir. Her iki organda, özellikle de kan dolaşımının zeme boyunca değişimi minimumdur. Mikrodal- zayıf olduğu gözde, oluşan sıcaklık artışı kanla taşı- ga ekipmanları otomatik sistemler ile birleştirilebilir, nıp yayılamayacağından, kısa zamanda tehlikeli ha- güç seviyesi kontrol edilebilir. le gelir. Gözün dayanabileceği maksimum mikrodal- ga ışıması 2,4 GHz’de 0,08 watt/cm2’dir. İşte bu yüz- Mikrodalgalar enerjiyi malzemeye bir araç vasıta- den, mikrodalga fırın kullanımı, geleneksel fırınlar- sıyla taşımaz, dolayısıyla kullanılan ortamda kirlen- dan farklı emniyet tedbirleri gerektirir. Mikrodalga me olmaz ve sistem daha sağlıklı ve temiz kullanıla- üreten ve kullanan cihazların daima sızdırmaz tipte, bilir. Ayrıca sistemler kesikli ve sürekli olarak uygu- kapalı bir sistem olması zorunludur. lanabilir. KKeamynpaek, lKar., Becer, R., Schubert, U. S., “Microwave-Assisted Polymerizations: Mikrodalga ile ısıtma geleneksel yöntemlerden Recent Status and Future Perspectives”, Macromolecules, Sayı 44, çok daha hızlıdır. Mikrodalga uygulamasının en s. 5825-5842, 2011. önemli özelliği ısı üretiminin moleküler düzeyde Gümüşderelioğlu, M., Polimer Bilim ve Teknolojisi ders notları, başlamasıdır. İçten ısınma sağlandığı için de sıcaklık Hacettepe Üniversitesi, 2012. dağılımı daha homojendir ve yüzeyin aşırı ısınması aBnodgdTaelc,hDn.o,lPorgoyc, iBalka,cAkw., eMlliPcruobwliasvheinEgn,h2a0n0c7e.d Polymer Chemistry engellenir. Bu sayede hem zamandan hem de enerji- den çok büyük tasarruf sağlanır. Mikrodalga enerji- 42

Özlem Kılıç Ekici Dr., Bilimsel Programlar Başuzmanı, TÜBİTAK Bilim ve Teknik Dergisi Yeşil Elektrik ÜrBEetileteknkitlreirk

>>> Bilim ve Teknik Temmuz 2012 Çok yakın bir gelecekte evlerimizin çatıları Elektriğimiz Bitkilerden: çıkarır ve aynı zamanda kendi organik kiremit yerine yeşil bitkilerle kaplanacak. Fotosentezden besinlerini (karbonhidratlar) de yapar- Bitkilerin köklerinden dışarıya uzanan elektrik Elektrik Akımına lar. Bu besinler bitkiler tarafından büyü- kabloları biraz tuhaf görünebilir, ama evimizin me, enerji ve onarım amacıyla kullanılır. çatısındaki bu çayırlık alanın elektrik üretmek İnsanoğlu yıllardır yakıt bulabilmek amacıyla tasarlanmış olduğunu hayal amacıyla toprağı kazıyor ve bulduğu ya- Fotosentez sırasında fotonlar kloroplast- edebiliyor musunuz? Aslında hayal değil, kıtı enerji elde edebilmek için kullanı- lardaki özel moleküllere çarparak elekt- gerçek. Günümüzde artık bitkilerden elektrik yor. Toprakta yaşayan bitkilerin de elekt- ronların yayılmasını sağlar. Bu elekt- üretilebiliyor. Bilim insanları, klorofillerdeki rik jeneratörü potansiyeli olduğunu kim ronlar bir molekülden diğerine sitok- fotosentez proteinlerini kullanarak güneş bilebilirdi ki? Belki de çok yakın bir ge- rom adı verilen özel proteinler sayesin- ışığını elektrik akımına dönüştürmeyi başardı. lecekte, evimizdeki birçok elektrikli alet de taşınır. Elektronlar taşınırken foton- Uzmanlar şimdilerde bitkiler tarafından bitkilerden elde edilen elektrik akımı ile lardan elde ettikleri enerjilerini kaybet- üretilen bu elektriğin günlük yaşamda çalışacak. Bitkiler, güneş ışığını büyüme- meye başlar. Bu enerji iki farklı kimyasal pratik olarak kullanılabilmesi yönünde leri için gerekli olan enerjiye kolayca dö- enerji formuna dönüştürülür (NADPH2 araştırmalarını sürdürüyor. Bu yeşil enerji, çok nüştürebilme özellikleri ile dünyanın en ve ATP). Daha sonra elektron, su mole- yakında hayatımızda yeni bir çığır açacağa iyi elektrik üreten güneş gözeleri sıfatını külünü parçalayarak oksijenin açığa çık- benziyor. Kendi elektrik kaynağımızı kendimiz almayı hak ediyor. İşte bitkilerin bu özel- masını ve atmosfere salınmasını sağlar. yetiştirirken, aynı zamanda sera gazlarının liğinden yararlanmak isteyen bazı bilim Geriye kalan işlem yani karbondioksitin atmosfere yayılmasını da önlemiş olacağız. Bu insanları ağaçlardan sağlanan elektrik organik maddeye (glikoza) dönüştürül- ay, bitkilerin bu önemli biyolojik kabiliyetinin gücü ile çalışan uzaktan algılama sistem- mesi işlemi ise tamamen kimyasal bir iş- nasıl teknolojik faydaya dönüştürüldüğü leri ve çim, su kamışı gibi bitkilerin kök- lemdir. konusunda bilgi sahibi olmaya ne dersiniz? lerinden açığa çıkan elektronları topla- yarak elektrik akımı üretmeyi planlamış. Üretilecek bitki kaynaklı elektrik enerji- sinin güneş gözelerinden ve rüzgâr tri- bünlerinden bile daha yeşil olacağını sa- vunuyorlar (Şekil 2). Yeşil bitkiler, fotosentez yaparken ışık enerjisi yardımıyla karbondioksiti ve su- yu birleştirerek oksijen elementi açığa 45

Yeşil Elektrik Elektrik Üreten Bitkiler Doğal olarak gerçekleşen fotosen- tez işlemi sırasında güneş ışığı klorofil- lerdeki özel proteinler yardımıyla topla- nır. Bundan sonraki süreçte bilim insan- ları araya girerek glikoz oluşması yerine elektrik akımı oluşmasına olanak veren sistemi yaratıyor. Fotosentezin gerçekleş- mesinde önemli rol oynayan proteinle- rin canlı kalabilmesi için su ve tuz mole- külleri gerekli, ancak bu moleküller orta- ya çıkan elektrik akımı için uygun değil. Çünkü elektronların akım üretebilme- si için kuru kalması gerekiyor. Uzmanlar bu duruma akıllıca bir çözüm bulmuş. Fotosentetik proteinlerin çevresini sa- rarak onları ıslak ve çalışır durumda tu- Yapay Fotosentez Mümkün mü? IŞIK elektronlar protonlar SU Sürdürülebilir enerji kavramı her geçen gün daha da önem kazan- O GLİKOZ maya başladı. Birçok bilim insanı bitkilerin örnek alınması gerektiğin- (H2O) (C5H12O6) de hemfikir. Bitkilerin doğal fotosentez mekanizmasının temiz ve ye- KATALİZÖR şil elektrik üretimine uyarlanması için yapılan bir hayli çalışma var. Bu O iş sanıldığı kadar da kolay değil aslında. Çünkü normalde bitkiler yer- yüzüne ulaşan güneş enerjisinin sadece % 3’ünü kullanarak bu ener- ödül evren töngür O O KARBONDİOKSİT jiyi kendileri için gerekli olan karbonhidratlara dönüştürebiliyor. Eğer (CO2) güneş ışınları çok kuvvetli ise bitki kendini korumak amacıyla sistemin OKSİJEN çalışmasını yaklaşık yarım saat içinde durduruyor. Fotosentezin ger- (O2) DOĞAL FOTOSENTEZ çekleşmesine yardımcı olan doğal katalizörler çok çabuk bozulabiliyor ve bu nedenle sürekli yenilenmeleri gerekiyor. Üretilen karbonhidrat- likler var. Su molekülleri parçalandığında elektronlar anten tarafından lar ise tercih edilen bir yakıt çeşidi değil. Daha saf, daha temiz ve ener- toplanıyor, moleküler oksijen ve serbest protonlar oluşuyor. Antenin ji yoğunluğu daha yüksek bir yakıta ihtiyaç var. Hidrojen bu amaca uy- öteki ucunda toplanan elektronlardan ikisi protonlarla birleşerek mo- gun bir seçim. Çok fazla enerji depolayabiliyor. Tasarlanacak olan ya- leküler hidrojen oluşturuyor. Katalizörler bu süreç için gereken enerji- pay fotosentez sisteminin doğal fotosentezden daha etkili, güçlü ol- yi azaltarak işlemi kolaylaştırıyor. ması ve tabii ki bunun yanı sıra maliyetinin de düşük olması gereki- yor. Gerçekçi bir yapay fotosentez sistemini kullanmaya ne kadar ya- Yapay fotosentez sistemini asıl zorlayan unsur hidrojen açığa çıka- kınız peki? racak kimyasal tepkime için gereken elektronları elde edebilmek, ya- ni su moleküllerini parçalayabilmek. Su moleküllerinin parçalanması Yapay fotosentez ile istenilen enerji dönüşümünün gerçekleşebil- için yaklaşık 2,5 voltluk enerji gerekiyor. Bu da sistemin etkili çalışma- mesi için şu iki şeyin mutlaka olması gerekiyor: Yaprağın görevini üst- sı için güneş ışığının fotonları ile kimyasal tepkime başlatabilecek bir lenecek bir çeşit nanotüp içinde güneş ışığını toplamak ve su molekül- katalizör gerektiğini gösteriyor. Son yıllarda yapılan çalışmalarda farklı lerini ayrıştırmak. Doğal fotosentezde ortaya çıkan en son ürün oksi- katalizörler denenmiş. Bitkilerdeki doğal fotosentezde katalizör olarak jen. Yapay fotosentezde ise bu son ürünün değişmesi gerekiyor. Süre- önemli rol oynayan manganez elementinin tek bir atomu doğal sü- cin sonunda sıvı hidrojen oluşmalı ki ya doğrudan yakıt olarak kulla- reci tetikleyerek su molekülünün parçalanmasını sağlıyor. Bazı yapay nılabilsin ya da yakıt hücresine aktarılarak istenilen enerji dönüşümü fotosentez sistemlerinde de doğayı yansıtan biyomimetik yaklaşım- gerçekleştirilebilsin. Kurgulanan yapay fotosentez sistemlerinde, gü- neş ışığını yakalamak için bilinen fotovoltaik güneş gözelerine benze- yen bir alıcı anten sistemi oluşturmak gerekiyor. Yarıiletken metal oksit antenlerde, eksi yüklü elektronları toplamak amacıyla, artı yüklü de- 46

>>> Bilim ve Teknik Temmuz 2012 tan, minik peptit molekülleri yaratmışlar. kadar da kuvvetli değil, ama fotosente- ma Projeleri Yarışması’nda fizik dalında Bu durumda açığa çıkan elektronlar ol- tik proteinler ve peptit moleküllerinden Türkiye 2. oldu. Klorofil içeren herhan- ması gerektiği gibi kuru kalıyor. Bitkinin oluşan sandviç sistemindeki katman sa- gi bir bitkinin alkolle çalkalanmasıyla el- fotosentetik proteinlerini koruyan pep- yısı artırıldıkça bu proteinlerin daha faz- de edilen klorofilli sudan alınan klorop- tit moleküllerinin üzerine bir cam par- la güneş ışığı toplayacağı ve böylece daha lastları bakır ve çinko elektrotlarını kulla- çası ve iletken bir malzeme, altına ise bir kuvvetli akımlar oluşturulabileceğinden narak, ışığın yardımıyla elektronların ha- yarı iletken ve elektrot yerleştiriliyor. Bu bahsediliyor. Bu sistem, laboratuvar or- reket etmesi sonucu elektrik akımı üreten sandviç şeklindeki sistemin üzerine lazer tamında yeşil bitkilerden elde edilen klo- öğrenciler, oluşturdukları güneş paneli ile ışığı gönderildiğinde, fotosentetik prote- rofilli su kullanılarak çalıştırılıyor. 12 voltluk güç sağlayabiliyor. Panelin bü- inler lazer fotonlarının serbest bıraktı- yüklüğünün artmasıyla üretilen elektri- ğı elektronları topluyor. Bu işlem sonu- Geçtiğimiz yıl Türkiye’de bir grup or- ğin gücünün de artacağı belirtiliyor. cunda bitkinin yaprağında doğal olarak taokul öğrencisi de bitkilerdeki foto- oluşması beklenen karbonhidrat yerine, sentez olayını taklit ederek elektrik üre- Bitki kaynaklı yakıt hücreleri dizüstü yarı iletkenden geçen elektronların elekt- ten bir güneş paneli geliştirdi. Mehmet bilgisayarlara, cep telefonlarına ve başka rotlara ulaşmasıyla elektrik akımı oluşu- Ozan Özceviz ve Halit Çetin isimli öğ- elektrikli aletlere yerleştirilebilirse nor- yor. Oluşan bu elektrik akımı şimdilik o renciler bu projeleri ile TÜBİTAK Or- malde kullanılan pillerin ömrünün uza- taöğretim Öğrencileri Arası Araştır- ması sağlanabilir. la manganez elementi kullanılıyor ancak bu sistem uzun cihazını tanıttı. Bu sistemde nikel, molibden ve çinko ka- ömürlü değil, kolayca bozulabiliyor. Kararlı bir metal olan rışımından oluşan katalizör hidrojeni açığa çıkarmak için, titanyum dioksit de (TiO2) etkili bir katalizör. Boya ile du- kobalt borat katalizörü ise oksijen için kullanılmış. Anten yarlı hale getirilen TiO2 güneş gözesi (Graetzel cell) 1990 için kullanılan üç katmanlı silikon pahalıya mal olmuş. El- yılından beri kullanılan bir katalizör. Son zamanlarda keş- de edilen hidrojenin maliyetinin ise kilogram başına 6-7 fedilen ve yapay fotosentez sistemini tetikleyen yeni bir ABD doları olduğu belirtiliyor. Günümüzde metan gazın- katalizör de kobalt oksit (CoO). Özellikle endüstride ak- dan elde edilen hidrojenin maliyeti ise kilogram başına tif olarak kullanılıyor. Platin çok iyi çalışıyor, fakat maliye- 2,5 ABD doları. Cihazın verimi henüz % 2,5, yani bir evin ti hayli yüksek. Nikel ve molibden sülfit de sıkça kullanı- sadece bir günlük elektrik ihtiyacını ancak karşılayabili- lan katalizörlerden. yor. Yapay fotosentez çalışmaları hızla devam ediyor. Bir- çok kişi sistemin gerçek anlamda etkili bir şekilde kulla- Ancak kullanılan tüm bu katalizörlerde gerçekleşen nılması için daha en az 10 yıl geçmesi gerektiğini düşü- fotosentezin hızı bu süreci sınırlayan bir problem. Do- nüyor. ğal fotosentezde bir saniye içinde bitkinin fizyolojik ya- pısına bağlı olarak 100-400 devir gerçekleşiyor, yani sa- YAPAY FOTOSENTEZ niyede 100-300 su molekülü parçalanarak oksijen ve hidrojen açığa çıkıyor. Verim alınabilmesi için yapay fo- IŞIK elektronlar tosentezin hızının doğal fotosentezin hızına yaklaşma- Yarı İletken Anten KATALİZÖR sı gerekiyor. İsveç’teki Kraliyet Teknoloji Enstitüsü Kim- HİDROJEN ya Bölümü’nden bir grup araştırmacı geçtiğimiz günler- (H2) de saniyede 300 devir yapabilen bir yapay fotosentez sis- temi geliştirdiklerini açıkladı (http://www.nature.com/ ödül evren töngür SU + Yüklü Delikler O O nchem/journal/v4/n5/full/nchem.1301.html). Bu sis- (H2O) temde katalizör olarak moleküler rutenyum kullanıldı. O OKSİJEN Ulaşılan bu hızda gerçekleşen yapay fotosentezle, verim- O (O2) li elektrik enerjisi üretilebileceği söyleniyor. Özellikle gü- KATALİZÖR neş ışığının bolca bulunduğu yerlerde, geniş alanlara in- şa edilecek tesislerde bu sistemin rahatlıkla kullanılabi- leceği ve elektriğin çok ucuza üretilebileceği belirtiliyor. Geçtiğimiz yıl Sun Catalytix firması suda çalışarak ya- pay fotosentez gerçekleştiren, kablosuz “yapay yaprak” 47

Yeşil Elektrik Elektrik Üreten Bitkiler Ağaçların Ürettiği Bitki Kökleri ları parçaladığı zaman açığa çıkan elekt- Elektrik Gücü Çözüm Olabilir mi? ronlar oksijenle birleşerek su ve karbon- dioksit oluşturur. Fakat suya fazlasıyla İlk yapılan çalışmalarda bitkilerden Klasik yakıt hücreleri, örneğin hidro- doymuş ıslak topraklarda oksijen ya hiç elde edilen elektrik gücünün küçük öl- jen, yakıtını oksijen ile birleştirerek su ve yoktur ya da çok kısıtlıdır. Bu koşullar- çekli olduğu dikkat çekiyor. Amerika- elektrik üretir. Bu tür sistemler elekton- da anaerobik bakteriler karbondioksitin lı mucit Gordon Wadle 2006 yılında bir ları yakıttan çekip alabilmek için paha- yanı sıra serbest protonlar ve elektronla- ağacın gövdesine çaktığı alüminyum çi- lı metallerden, örneğin platinden yapıl- rın açığa çıkmasını sağlarlar. Elektronlar viden toprağa sapladığı bakır bir elekt- mış elektrotlara ihtiyaç duyar. Hollan- normalde topraktaki sülfat ve nitratlar- rota doğru elektrik akımı üretmeyi ba- da’daki Wageningen Üniversitesi’nden la etkileşir, ancak araştırmacılar bakte- şarır ve bu fikrin patentini alır. Birçok fi- Bert Hamelers ve ekibi bu pahalı metal- rilerin oluşturduğu elektronları çekecek zikçi bu olaya kuşkuyla bakmaya başlar. lerle aynı işi görmesi için toprakta, bit- uygun elektrotları toprağa yerleştirerek Ne de olsa elektrik akımı iki farklı meta- kilerin kökleri arasında yaşayan bakte- bu sorunu da çözdü. Katot ve anot için lin bir iletken ile bağlanması neticesinde rilerin oluşturduğu enzimleri kullanma- grafitten yapılmış malzemeler kullanıl- bir metalden diğerine elektronların ta- ya karar verir. Ekibin ihtiyacı olan şey- dı. Olayı kısaca özetlemek gerekirse, her şınmasıyla oluşacaktır. MIT’de fizik pro- ler: Kökleri çok derinlere gitmeyen yeşil şey güneş enerjisi ve fotosentez ile baş- fesörü olan Andreas Mershin, MagCap bitkiler (çim, su kamışı vb.), güneş ışığı lar. Bitkiler Güneş’ten aldıkları enerji- mühendislik firmasının teşvikiyle bilir- ve suya doymuş ıslak toprak. Islak top- yi organik maddeye dönüştürür ve olu- kişi olarak bitkilerden elektrik elde edil- raklarda gelişebilen kısa köklü bitkiler- şan organik maddenin neredeyse yarısı mesi olayını incelemeye karar verir. Sak- le çalışmak, kabloların ve elektrotların da bitki kökleri vasıtasıyla toprağa ileti- sıda yetişen küçük bir incir fidesi ile de- yerleştirilmesinde kolaylık sağlıyor. Ay- lir. Toprakta bakteriler organik madde- nemelerine başlayan bu araştırmacı, ay- rıca ıslak toprakta oksijen elementi sı- yi parçalayınca protonlar ve elektron- nı metalden yapılmış elektrotları kullan- nırlı seviyelerde bulunuyor. Bu önemli lar atık madde olarak açığa çıkar. İşte dığında ve bitkiyi etrafındaki tüm elekt- bir husus, çünkü normalde oksijeni bol bu elektronlar uygun elektrotlar vasıta- romanyetik etkileşimlerden korudu- olan topraktaki bakteriler karbonhidrat- sıyla toplanarak yan ürün olarak hem su ğunda bile devrenin akım oluşturduğu- hem de elektrik akımı üretilir (Şekil 1). nu görür. Bu durumdan hidrojen iyon- larının sorumlu olduğu anlaşılır. Sonuç- lardan tatmin olan MagCap firması, bu fikri ticari bir uygulamaya dönüştürmek için Voltree Power adlı bir şirket ku- rar. Bu şirket 2009 yılında Amerika Or- mancılık Servisi ve Arazi İşletme Şube- si için, tüm elektrik gücünü ağaçlardan sağlayan bir orman yangını izleme şebe- kesi kurarak işler duruma getirir. Fakat üçüncü yılda ağaçların sisteme yetecek kadar elektrik üretmekte yetersiz kaldığı ve fazladan panellerle desteklenmesi ge- rektiği anlaşılır. Ağaçların ürettiği elekt- rikle çalışan panellerin yanısıra güneş enerjisiyle çalışan paneller de sisteme ilave edilir. Şu anda hâlâ bu sistem kul- lanılıyor. Ama hikâye burada bitmiyor. ABD’deki uzmanlar ağaçların gövdeleri- ne çivi çakmakla meşgulken Hollanda’da bir grup araştırmacı bitkilerin kökleri- nin etrafında yaşayan birtakım mikroor- ganizmaların özel bir yakıt hücresi için- de elektrik üretme kapasitesi olup olma- dığını araştırmaya başlar. 48

>>> Bilim ve Teknik Temmuz 2012 IŞIK VE KARBONDİOKSİT OKSİJEN Peki bu sistemin bitkilere bir zararı var mı? Yapılan çalışmalar şimdilik bitkile- rin gelişmesinde herhangi bir gerileme olmadığını gösteriyor. Hatta kablolu bit- kilerin diğer bitkilere göre daha iyi geliş- tiği bile gözlenmiş. Ama aksini savunan- lar da var. Bitkilerin fotosentez yapabil- mek amacıyla ürettiği elektriğin bir kıs- mının uzaklaştırılması ile fotosentezin etkisinin azalacağı, bunun sonucunda da daha az gıda üretileceği düşünülüyor. Katot Ekonomik Boyutu Hidrojen İyonları Hollanda’da bitki kullanılarak üreti- Karbonhidratlar len elektrik enerjisi şu an için 500 mili- watt/m2 civarında, yani şimdilik ancak Elektronlar bir cep telefonunu şarj etmeye yeterli. Bu elektriği üretebilmek için araştırma- Anot nın yapıldığı binanın çatısında 16 m2’lik bir çim alan kurulmuş. Çalışma başladı- Suya Doymuş Nemli Toprak ğından beri geçen 5 yılda, üretilen ener- ji 50 kat artırılmış. Elde edilen enerjinin Biyokütle (Biyoyakıt) miktarı şimdilik bir evi çekip çevirmeye (35 km2=7,7 mega watt) yetecek kadar değil, ama çalışmalar hız- la devam ediyor. Araştırma ekibinde fi- Mikrobiyal Bitki Yakıt Hücresi Güneş Enerjisi zikçi, çevre biyoteknoloğu, çevre tekno- (Yeşil Elektrik) (5 km2=7,7 mega watt) (1 km2=7,7 mega watt) lojisi uzmanı, elektrik mühendisi, bota- Rüzgâr Gücü nik uzmanı ve mikrobiyologlar yer alı- (1 km2=7,7 mega watt) yor. “Plant Power” isimli Avrupa Birli- ği projesinden 4 milyon avroluk destek (Üstte) Şekil 1. Topraktaki elektrik akımı süreci: Şekil 2. Yeşil Elektrik ve Diğerleri: alan aynı ekip, bitki yakıt hücrelerini ti- Bitkiler güneş ışığını ve karbondioksiti özümseyerek dışarıya l Rüzgâr gücü ve güneş enerjisi: 1km2’lik alandaki rüzgâr cari ürün haline getirmek için “Plant-e” oksijen verir. Bitki kökleri toprağa organik maddeler, örneğin tirbünlerinin ve fotovoltaik (ışılelektriksel) güneş gözesi panellerinin adında bir de firma kurmuş. Hedefleri karbonhidrat salar. Toprakta bitki köklerine yakın yaşayan ürettiği elektrik miktarı yaklaşık 7,7 mega watt ise çok yakın bir gelecekte 3,2 W/m2 bit- mikroorganizmalar karbonhidratları parçalayarak karbondioksit, l Mikrobiyal bitki yakıt hücresi: Aynı miktarda (7,7 mega watt) kisel elektrik üretebilmek. Bu hedefi tut- elektron ve hidrojen iyonlarını açığa çıkarır. Elektronlar anot enerji elde etmek için yaklaşık 5 km2’lik bitki ve bakteri kaynaklı turmak o kadar da kolay değil. Üzerin- tarafından toplanırken, hidrojen iyonları katotlara doğru hareket yakıt hücresi alanı gerekir. de durulması gereken birkaç önemli hu- eder ve orada oksijen ile birleşerek su oluşturur. Toprak altına l Biyokütle: 7,7 mega wattlk güç üretmek için kullanılacak sus var. Öncelikle toprağa daha fazla or- yerleştirilen elektrotlar vasıtasıyla elektronlar toplanarak biyoyakıt için gerekli bitkileri yetiştirmek için yaklaşık 35 km2’lik ganik madde veren bitki türlerinin kul- elektrik akımı üretilir. alan gerekiyor. lanılması gerekiyor. Örneğin şeker pan- carı bu konuda çok etkin. Topraktaki or- ganik maddeyi en iyi şekilde parçalayan ve elektronları açığa çıkaran bakteri ka- rışımının çok iyi ayarlanması gerekiyor ki üretilen enerjinin miktarı artsın. Yakıt hücresinin ve özellikle elektronları yaka- layacak elektrotların çok iyi tasarlanma- sı gerekiyor. Hollandalı ekip, bitkilerin köklerinin geliştiği kısımda pozitif anot olarak grafit granülleri kullanmış. An- cak kullanılan bu anot, elektronları kato- 49

Yeşil Elektrik Elektrik Üreten Bitkiler <<< da çok hızlı bir şekilde iletiyor, bu da ve- lüyor. Hollanda’da ortalama bir evin bir Bu tür arazilerde bitkilerin elektrik ürete- rim kaybına neden oluyor. Uzmanlar, bu yılda kullandığı elektrik yaklaşık 3500 bilmesine uygun altyapı hazırlandığı tak- sorunun etkili bir bakteri kültürü karı- kW saat, yani 50 m2’lik çim alanla kap- dirde üretim kapasitesinin çok daha fazla şımının toprağa eklenmesi ile çözülebi- lanmış bir çatı bu ihtiyacın nerdeyse % olacağı düşünülüyor. Özellikle pirinç ve su leceğini düşünüyor. Bu şekilde elektron- 20’sini karşılayabilir. kamışı gibi sulak ortamlarda gelişen bitki- lar, protonlar ve oksijen daha hızlı birle- ler anaerobik bakterilerin faaliyetleri neti- şerek su moleküllerini oluşturabilir. Son Sistemin yaratıcıları çatıdaki bitki je- cesinde ortama fazlaca metan gazı salın- olarak da bu teknolojinin büyütülmesi neratörlerinin sadece elektrik üretmek- masına neden oluyor. Bu da atmosferdeki ve uygulamaya konulması gerekiyor. Şu le kalmayıp başka faydalar da sağlayaca- sera gazlarının oranını artırıyor. Dünya- anda kullanılan ve deneme aşamasında- ğını düşünüyor. Yeşil çatıya sahip bir evin daki metan salımının yaklaşık % 20’si pi- ki sistem pratikte kullanılmaya başlandı- başka ne tür avantajları olabilir? İlk aklı- rinç tarlalarından oluyor. Uygun anotların ğında hedeflenen üretimin ancak yarı- mıza gelenleri hemen söyleyelim: En baş- toprağa yerleştirilmesi ile elektronlar me- sına (1,6 W/m2) ulaşılabilecek. Bu mik- ta gözü yormayan aksine dinlendiren gü- tan gazı üretmek yerine elektrik üretmeye tar, günümüzde rüzgâr tirbünleri ya da zel bir görüntü, fazladan izolasyon, yağ- başlayarak dünyamıza faydalı bir hizmet güneş panelleri kullanılarak elde edilen mur suyunu depolama sistemi ve yaba- sunmuş olacak. elektrik enerjisinin yaklaşık 1/5’i kadar. ni hayat için doğal bir yaşam alanı. İler- Ancak bitkilerin elektrik gücünün biyo- de bu sistem çayırlık alanların bulun- Ama gene de elektriğin bitkilerden yakıtlardan üretilen güçten daha etkili duğu nehir kıyılarına, pirinç ve su ka- üretildiği bu sistemin, küresel elektrik olduğu bulunmuş (Şekil 2). Ayrıca bitki mışı dikili tarım arazilerine taşınabilir. enerjisi ihtiyacını karşılama yolunda di- merkezli jeneratörler inşa etmek için gü- ğer yenilenebilir yeşil enerji kaynakları neş panelleri ya da rüzgâr tirbünleri için ile rekabet edebilmesi için bir hayli yol gereken yüksek teknoloji ürünlerine ve alması gerekiyor. karmaşık mühendislik bilgisine de ihti- yaç duyulmuyor. Bu sistemin en dikkat Kaynaklar çekici yanlarından biri de güneş panelle- http://www.newscientist.com/article/mg21328512.300- rinin aksine karanlıkta da elektrik üret- power-plants-grow-your-own-electricity.html meye devam etmesi. Çatıya kurulan bit- http://www.newscientist.com/article/mg21428601.200-new- ki jeneratörlerinin bir yılda 14 kilowatt leaf-the-promise-of-artificial-photosynthesis.html saat/m2 elektrik üretebileceği düşünü- http://arstechnica.com/science/2008/04/plants-a-source-of- electrical-power/ 50 http://www.sciencedaily.com/ releases/2010/04/100413121336.htm http://www.youtube.com/watch?v=Ku1-_MOzkTE (Plant-e: living plants generate electricity) http://www.theenvironmentalblog.org/2012/04/electricity- generating-plants/