Bilim ve Teknik Dergisi 539. Sayı - Ekim

>< Bilim ve Teknik Ekim 2012 Aslında şarj döngüsünün tanımı biraz daha kar- Piller tam olarak şarj olduğunda akım düşürülür ve maşık. Tam dolu bir pili bitene kadar kullanıp sonra şarj kaybını önlemek için voltajı düştükçe pile çok dü- tam dolana kadar şarj ettiğimizde bir şarj döngüsü ta- şük miktarda akım verilir. Bu çok küçük şarj döngüle- mamlanmış oluyor. Ama pili belli bir oranda kullanıp ri kimine göre pillerin ömrünü pek etkilemiyor. sonra şarj ettiğimizde bu bir şarj döngüsü olarak ka- bul edilmiyor. Örneğin 5 kez % 20’lik şarj ve deşarjla- şarj döngüsü 700 rın toplamı (ki % 100 ediyor) bir şarj döngüsü sayılı- 600 yor. Elbette durum teoride böyle. 500 % 50 % 25 % 10 400 Pratikte pilin ömrünü etkileyen başka etkenler de 300 şarj derinliği var. Li-iyon pillerin bir raf ömrü var. Yıllar geçtikçe 200 salt bu nedenle pillerin şarj tutma oranı azalıyor. Üre- 100 ticiler genellikle bunları göz önünde bulundurarak, pil ömrünü belirtirken biraz temkinli oluyor. 0 % 100 Li-iyon pillerin şarj döngüleriyle ilgili istatistiksel deneyler ilginç bir gerçeği ortaya koyuyor. Belki de Bir pilin ömrünü kısaltmanın en iyi yolu şarjını ta- Yaygın kanının tersine, kullanıcıları en çok ilgilendiren çalışmalar şarj derin- mamen bitirmek. Bu nedenle üreticiler her zaman ka- şarj derinliğinin % 100 olması bir liği üzerine yapılanlar. (Şarj derinliği, şarj ve deşarj sı- baca %20 kadar şarjı yedekte tutar. Yani bir cihazın kazanç sağlamıyor. Tersine pilin rasında bir pilin şarj yüzdesindeki değişim olarak ta- pili tükenip cihaz kapandığında pilin içinde bir mik- ömrünü kısaltıyor. Yukarıda farklı nımlanabilir. Örneğin % 80 dolu bir pili % 60 dolulu- tar şarj kalır. Ancak pil bu şekilde uzun süre bekleti- şarj derinliklerinde şarj edilen ğa inene kadar kullanıp sonra % 80 dolana kadar şarj lirse bu şarjı kaybeder ve bu onu “öldürebilir”. Buna pillerin kullanım süreleri ederseniz bu şarjın derinliği aradaki fark kadar, yani karşı, kullanılmayan cihazların en azından ayda bir (tam döngü olarak) veriliyor. % 20 olur.) Yaygın kanının tersine, şarj derinliğinin kez şarj edilmesi öneriliyor. % 100 olması bir kazanç sağlamadığı gibi pilin öm- rünü daha çabuk kısaltıyor. Ömrü boyunca (kapasi- Eğer bir dizüstü bilgisayarı sürekli fişi takılı ola- tesi % 80’e düşene kadar) % 100 derinlikte şarj edilen rak kullanırsanız en iyisi pilini çıkarıp serin bir yerde piller 300 ila 500 kez şarj edilebilirken, % 50 derinlik- (tercihan buzdolabında ama dondurmamak şartıyla) te şarj edilen piller 1200 ila 1500 kez şarj edilebiliyor. saklamak. Depolama sırasında pilin şarjının % 40 ci- Bu da % 50 derinlikte şarj edilen pillerin neredeyse iki varında olması tavsiye ediliyor. Bu, pilin zamanla ta- kat uzun ömürlü olduğunu gösteriyor. Bunun yanı sı- mamen boşalıp zarar görmesini önlediği gibi, bu şarj ra pilin yaklaşık ayda bir tam şarj döngüsünden geçi- düzeyinde saklandığında pilin ömrü belirgin biçim- rilmesinin cihazın pil göstergesinin doğru çalışması de uzuyor. Eğer pil buzdolabı gibi soğuk bir ortamda bakımından gerekli olduğu da belirtiliyor. saklanırsa şarjını aylarca koruyabiliyor. Li-iyon pillerin diğer pillere göre en önemli üstün- Bu anlattıklarımız kafanızı karıştırdıysa, kısaca lüklerinden biri de hafıza sorunlarının olmayışı. Ha- özetleyelim. Lityum-iyon pilleri genel kanının aksine, fıza, kullanım sırasında piller tam şarj ve deşarj edil- her seferinde % 100 şarj edip tam deşarj etmek gerek- mediğinde pilin sonraki kullanımlarda bunu “hatır- miyor. Tersine, bu durum pil ömrünü kısaltıyor. En laması” ve kapasite kaybına uğraması olarak tanım- iyisi bu konuda kafamızın rahat olması. Yani pili ge- lanabilir. Li-iyon piller yaygınlaşmadan önce nikel- rektiğince, gerektiği kadar şarj etmek hem pil hem de kadmiyum (Ni-Cd) ve nikel metal hidrit (Ni-MH) bizim için en sağlıklısı. Pili mümkünse serin ortam- piller kullanılıyordu. Bu pillerin en önemli sorunu larda kullanmak ve şarj etmek onun ömrünü uzatan hafızalarıydı. Ancak günümüzde bu sorun önemli öl- bir başka etken. Eğer bir Li-iyon pili depolamak ge- çüde aşılmış durumda. Yeni üretilen piller şarj tek- rekiyorsa en iyisi onu serin bir yerde % 40 şarjlı ola- niklerinin de gelişmesiyle artık hafıza sorunu yaşamı- rak tutmak. yor. Üstelik bu piller çok daha yüksek şarj döngüsüne dayanıklı. Ne var ki düşük enerji kapasiteleri ve zehir- KBuacyhnmakann, I., Batteries in a Portable World: http://batteryuniversity.com/ li bileşenleri bu pillerin kullanım alanlarını sınırlıyor. A Handbook on Rechargeable Batteries for Non-Engineers, Cadex Electronics Inc., 2011. Özellikle dizüstü bilgisayar kullanıcılarının merak ettiği bir konu da fişin sürekli takılı olmasının pil üze- rindeki etkisi. Pillerin tam şarj oldukan sonra üzerle- rindeki akımın kesilmemesi pilleri yıpratır ve ömür- lerini kısaltır. Ancak cihazlarda bulunan devreler pil- lerin şarj durumunu dikkatle izler ve akımı düzenler. 49

Yunus Çengel Prof. Dr., Yıldız Teknik Üniversitesi Bilim ve Teknoloji Bilim ve teknoloji dünyanın her yerinde önemli kavramlar. Hiç bilim ve teknolojinin tam olarak ne olduğunu ve aralarındaki bağlantıların neler olduğunu merak ettiniz mi? Örneğin bilimsiz teknoloji olur mu?Ya teknolojisiz bilim? Bilim mi önce gelir, yoksa teknoloji mi? Bu iki kelime neden yapışık ikizler gibi genellikle birlikte kullanılıyor? Yoksa biri diğerinin devamı mı? Peki bilim ve teknoloji neden genellikle yenilikçilik sözcüğü ile birlikte kullanılıyor? Yoksa bilim, teknoloji ve yenilikçilik (BTY) sihirli bir üçgen mi oluşturuyor? Bilim ve teknoloji hiç şüphesiz zamanın ön- Eskiden zenginliğin ölçüsü sahip olunan toprak de gelen değerleri. Yaşadığımız çağa haklı ve doğal kaynakların miktarıydı, zenginleşmenin yo- olarak “bilgi çağı” deniyor. Toplumlar “bilgi lu daha geniş topraklara hükmetmekten geçiyordu. toplumu” olma sürecinden geçerken ekonomiler de Sanayi Devrimi bu anlayışı değiştirdi, zenginliğin ye- yüksek katma değer üretmek için “bilgi tabanlı eko- ni ölçüsü imal edilen sanayi ürünleri oldu. 20. yüzyı- nomi” olmaya gayret ediyor. Bilişim ve iletişim tek- lın ikinci yarısında bilimsel araştırmalara ağırlık ve- nolojilerinin dünyayı bir ağ gibi sardığı çağımızda, rilmesiyle bilgi üretimi ön plana geçti ve bilgi en de- bilim teknolojiyi tetikliyor, teknoloji de değişimin ğerli meta oldu. Artık refaha, güce ve itibara sahip ol- motorluğunu yapıyor. manın yolu, bilim ve teknolojiye sahip olmaktan ge- çiyor. Ülkelerin gelişmişlik seviyesi de ulaştıkları bi- lim ve teknoloji seviyesi ile ölçülüyor. 50

>>> Bilim ve Teknik Ekim 2012 Bir örnek vermek gerekirse, Japon Mit- BİLİM TEKNOLOJİ subishi Electric firması tarafından yapıl- makta olan, 2013’te ve 2014’te fırlatıla- Bilim bilmektir. Teknoloji, bilgiye dayalı olarak“yapmak”tır. cak olan TURKSAT 4A ve 4B uydularının toplam ağırlığı 7700 kg, toplam maliyeti Bilim bilgi içindir. Bilimin çıktısı“yeni bilgi”dir. Teknoloji toplum içindir. Teknolojinin çıktısı“yeni ürün”dür. de 571 milyon ABD dolarıdır. Yani uydu- ların kilogram başına birim fiyatı 74.000 Bilim“anlama”yı çağrıştırır. Bilim, doğal alemi anlamayla Teknoloji“kullanma”yı çağrıştırır. Teknoloji insanların, dolar. Uydu yapımında kullanılan plastik, ilgilidir. isteklerini ve ihtiyaçlarını karşılamak için doğal âlemi kullanma, bakır ve cam gibi ham maddelerin birim değiştirme ve kontrol etmesi ile ilgilidir. fiyatının bir kaç dolar olduğu dikkata alı- nırsa, uydu gibi yüksek teknoloji ürünle- Bilimin amacı insanların bilimsel merakını tatmin etmektir. Teknolojinin amacı insanların istek ve ihtiyaçlarını karşılamaktır. rinin bilgi ve beceriden kaynaklanan kat- ma değerinin ne kadar yüksek olduğu da- Bilim“ne”ve“niçin”sorularına cevap arar. Teknoloji“nasıl”ve“hangisi”sorularına cevap arar. ha iyi anlaşılır. Zaten bir ülkenin ihrac et- tiği ürünlerin kilogram başına ortalama Bilim, bilimsel yöntemi kullanarak, doğada gözlemlenen Teknoloji doğal kaynakları insanların ihtiyaç duydugu ürün ve birim fiyatı, o ülkenin teknolojik gelişmiş- şeylerin ne olduğunu ve niçin öyle olduğunu araştırma işlemidir. hizmetlere dönüştürmek için bilgiyi kullanma işlemidir. liği hakkında iyi bir fikir verir. Bilim keşfeder. Teknoloji icat eder. Öncelikle burada “bilim” ile kast ettiği- miz şeyin genel bilgi değil “evren hakkın- Bilim, gözlem ve deneye dayalı olarak yeni bilgiyi ortaya Teknoloji, yeni tasarım ve üretim tekniklerine dayalı olarak da sürekli olarak sistematik bir tarzda bilgi çıkarmak ve bilgi birikimi sağlamaktır. bilgiyi uygulamak ve faydaya dönüştürmektir. edinme, oluşan bilgi birikimini başkaları- nın deney veya muhakemeyle teyidine ve- Bilim, ürün ve ticari değerle ilişkili değildir. Teknoloji, bilimin keşfettiği şeyi ürüne ve ticari değere ya tekzibine açık, genel ilkelere indirgeme dönüştürmekle ilişkilidir. işlemi” olarak tanımlanan “fen bilimi” ol- duğunu ifade edelim. Pozitif yani müspet Bilimin hedefi, bilgi ve anlayışımızı geliştirecek yeni bilgiler Teknolojinin hedefi, insanların isteklerini ve ihtiyaçlarını bilimler olarak da bilinen, canlı ve cansız ortaya koymaktır. karşılamak için yeni ürünler tasarlayıp insanlığın kullanımına tüm varlıklarda gözlenen olgularla ilgile- sunmaktır. nen fen bilimi, gözlem, deney ve muhake- meye dayalı olduğu, her türlü sorgulama- Bilimde gözlem ve deneylere dayalı genellemeler yapılır ve Teknolojide bilime dayalı analiz ve sentezler yapılır ve yeni ya ve yanlışlanmaya açık olduğu için ob- kuramlar oluşturulur. ürünler tasarlanır. jektif ve evrenseldir. 16. yüzyılda Miko- laj Kopernik, Johannes Kepler ve Galile- Bilim, doğal varlıkların hallerini ve davranışlarını Teknoloji, bilimin ortaya çıkardığı mekanizmaları kullanarak o Galilei’nin gözleme ve deneye dayalı çı- gözlemleyerek, arka planda işleyen görünmez mekanizmaları yapay varlıklar ortaya koymaya çalışır. ğır açıcı çalışmaları, ardından 17. yüzyıl- (yasalar ve ilkeler) ortaya çıkarmaya çalışır. da Isaac Newton’un kendi adıyla anılan fiziğin 3 temel yasasını formüle etmesi, Bilim, doğrulanmış kuramlar doğrultusunda öngörülerde Teknoloji, bilimsel öngörüler doğrultusunda insanların Aristoteles’in Dünya’nın evrenin merkezi bulunur ve olayların nasıl olacağının önceden görülmesini hayatlarını kolaylaştıracak yeni ürünler yapar. olduğu yönündeki doktrinini çürüttü, di- sağlar. ğer tüm ezberleri bozdu ve bilimsel yönte- min temellerini attı. Bilimsellik iddiaları- Bilimsel faaliyetlerde yoğun olarak dikkatli gözlemleme, Teknolojik faaliyetlerde bilimi yorumlama, hayal etme, nın geçerli olması için, sağlam kanıtların deney tasarlama ve yapma, muhakeme etme ve indirgeme yaratıcılık, yenilikçilik, tasarlama, imal etme, ölçme ve sınama, yanı sıra mantıksal tutarlılık, eldeki kanıt- becerileri kullanılır. problem çözme, takım çalışması ve iletişim lanmış bilgilere uyumluluk koşulu aran- becerileri kullanılır. maya başladı. Evrensel değerlere uyumlu olarak gelişen modern bilim evrensel bir Tablo 1 Bilim ve Teknoloji Nedir, Ne Değildir nitelik kazandı. aynı şey olduğunu zanneder ve bu söz- “niçin” sorularına cevap ararken teknoloji Teknoloji denince çoğu insanın aklına cükleri sanki eşanlamlılarmış gibi birbiri- “nasıl” veya “nasıl yapılır” sorularıyla ilgi- bilgisayar, cep telefonu, internet gibi bili- nin yerine kullanır. Ama gerçek öyle değil. lenir. Bilimin keşfettiği şeyi teknoloji, ge- şim ve iletişimle ilgili elektronik ürünler Tablo 1’de özetlendiği gibi, bilim “bilmek” nellikle önce patentlerle korunan icatlara, ve hizmetler gelir. Teknoloji ürünlerinin ile ilgili iken, teknoloji “yapmak” ile iliş- sonra da ticari ürüne ve paraya çevirir. Bi- satıldığı marketler de bu anlayışı pekişti- kilidir. Bilimsel etkinliklerin sonucu yeni lim genellikle yayın sayısı (ve bu yayınla- riyor. Çoğu insan bilimin ve teknolojinin bilgi üretimi iken, teknolojinin temel çık- rın aldığı atıf sayısı ve etki faktörü) ile öl- tısı insanların hayatını kolaylaştıran yeni çülürken teknoloji alınan patent sayısı (ve ürünler ve yeni işlemlerdir. Bilim “ne” ve bunların ticarileşme oranı) ile ölçülür. 51

Bilim ve teknolojinin ortak paydası, devamlı bir kafa karışıklığı ve birbirinden çilik” politikaları oluşturup bunları uygula- içinde yaşadığımız doğal âlemdir. O yüz- habersiz olma durumu istisna değil kural- maya koymuş ve BTY politikalarının ha- den bilim ve teknoloji arasında bir çok dır.” Yani özetle bilim ile teknoloji arasında- yata geçirilmesini yavaşlatan tüm engelleri benzerlik olmasına rağmen bir çok farklı- ki fark, paradır. de aşmışlardır. Diğer ülkeler de bu ülkeleri lık da vardır. Teknoloji bilimin uygulama- taklit ederek BTY politikaları oluşturmuş, sı ile ilgilidir, ancak teknolojiye “uygulama- Bilim ve bilimsel keşifler yapmak için ancak değişim cesareti gösterip bu politika- lı bilim” demek doğru olmaz. Teknoloji, bi- çalışmak yüce bir uğraşıdır; ancak akıllı ol- ları hayata geçirememiştir. limin bir ürün veya işlem geliştirmek gibi makla birlikte ekonomik bir varlık da olan endüstriyel veya ticari bir amaçla uygulan- insan, aklıyla beraber karnını da doyuracak ABD üniversiteleri 2010 yılında 12.281 masıdır. Böyle bir süreç sonucu geliştirilen ve kendisine rahat bir yaşam temin edecek patent başvurusu yapmış ve 4469 patent ürünlere de teknoloji ürünleri denir. Örne- bir şey de ister, işte o da teknolojidir. O yüz- alınmıştır. Üniversitelerde geliştirilen tek- ğin yarı iletken malzemeler, fizik biliminin den “bilim” ve “teknoloji” birlikte anılır ve nolojileri lisanslayarak 613 yeni firma ku- elektrik alt dalında ele alınan konulardan teknolojiye dönüşmeyen bilime ne yazık ki rulmuş, 657 ticari ürün geliştirilmiştir. biridir. Yarı iletkenler ile ilgili bilgiler kulla- fazla değer verilmez. Bilimin teknolojiye ve ABD’deki üniversiteler geliştirdikleri tek- nılarak transistörlerin ve entegre devrelerin dolayısı ile yeni ürünlere dönüşmesi için de nolojilerin lisanslanmasıyla 2010 yılın- yapılması, yarı iletken teknolojilerini do- kuvvetli bir hayal gücüne yani yaratıcılığa da 2.4 milyar dolar gelir elde etmiştir. Bazı ğurmuştur. Bu teknolojileri kullanarak da ihtiyaç vardır, buna da “yenilikçilik” denir. üniversitelerin lisans gelirleri Türkiye’deki bilgisayarlar, cep telefonları ve akıllı bina- en büyük üniversitelerin yıllık toplam büt- lar gibi birçok teknolojik ürün yapılmıştır. Bilimi teknolojiye dönüştüren aracı, ye- çesindan daha büyüktür. Örneğin Nort- nilikçi beyinlerdir. Bu gerçeklik tüm dün- hwestern, New York ve Columbia üniver- Örneğin Tablo 2’de de gösterildiği gibi, yada beyin gücünü ön plana çıkarmış ve sitelerinin 2010 yılı lisanslama gelirleri sıra- biyoloji bir bilim dalıdır, biyologlar canlılık beyin göçünü tetiklemiş, beyin gücü bil- sıyla 180 milyon, 178 milyon ve 147 milyon olgusunu anlamaya çalışır. Biyoteknologlar giden de önemli hale gelmiştir. Zaman, dolardır. Bu rakamlar, üniversitelerin esas ve mühendisler ise canlılık olgusunun nasıl Einstein’in “Hayal gücü, bilgiden daha olarak ders verme ve diploma dağıtma ku- paraya çevrilebileceğini bulmaya çalışır. Pa- önemlidir” sözünü doğrulamıştır. Bu ger- rumları olarak kurgulandığı ülkelerin, kü- ranın cazibesi biyoloji bilimini gittikçe bi- çeklik mühendislerin gerçek rolünün de resel teknolojik yarıştaki dezavantajlı konu- yoteknolojiye dönüştürüyor (örneğin ye- yenilikçilik olduğunu gösterir. Mühendislik munu ve acil reformlara ihtiyaç olduğunu ni ilaçlar, yapay organlar, genleri değiştiril- fakültelerinde öğrencilere bilgi yüklemesi açıkça göstermektedir. miş organizmalar). 1998 Fizik Nobel Ödü- yapılırken bu durum göz ardı edilmemeli- lü sahibi Robert Laughlin A Different Uni- dir. Çünkü yenilikçilik yönü yetersiz kalan- Belli bir gelişmişlik seviyesine ulaşmış verse (2005) adlı kitabında bu tezatı şöyle lar, ne kadar bilgi sahibi olurlarsa olsunlar, ve sıradanlaşmış teknolojik işlemler, bece- ifade eder: “Bilimde ne bildiğinizi insanla- bilgiyi teknolojiye dönüştüremezler. Zaten riler ve yöntemlere de genellikle “teknik” ra söyleyerek güç kazanırsınız; mühendis- MIT ve Stanford gibi dünyanın en önde ge- adı verilir (örneğin kaynak tekniği). “Tek- likte ise ne bildiğinizi başkalarının bilmesi- len üniversiteleri bilgi kaynağı olan dersle- noloji” terimi bilimi ve yeniliği çağrıştırır- ni önleyerek güç kazanırsınız. Fikri mülki- rini ve ders notlarını tüm dünya ile ücretsiz ken “teknik” terimi beceriyi ve klasik olanı yet kaygısıyla herkesin herkesten bilgi sak- olarak paylaşmaktadır. Belli ki sadece bilgi akla getirir. Teknoloji genellikle bilim kay- laması gibi basit bir nedenle, mühendislikte ile rekabetçi olunmaz. Durum böyle olunca naklıdır, ancak tekniğin kaynağı çok defa “akıllı” ülkeler “Bilim, Teknoloji ve Yenilik- beceridir (örneğin bir sporcunun kendine 52

<<< Bilim ve Teknik Ekim 2012 Bilim ve teknoloji arasındaki farkı anlamamızı sağ- Bilim ve Teknoloji layan en güzel örneklerden biri yapraklardaki fotosen- tezdir. Hiç fen bilgisi olmayan bir kişi bile kendi göz- Bilim Dalları Teknoloji Dalları lemlerine dayanarak bitkilerin büyümesi için güneş Fizik Nanoteknoloji ışığı ve suyun şart olduğunu söyler. Dikkatli araştır- Kimya Biyoteknoloji malar ise o incecik bitki yapraklarının adeta bir kimya Biyoloji Bilişim teknolojileri fabrikası gibi, su ve güneş ışığı ile birlikte havadan kar- İletişim teknolojileri bon dioksit gazı da alarak, yeşil renk pigmentleri olan Biyokimya Eğitim teknolojileri klorofillerde sentezleyip şekere çevirdiğini gösterir. Genetik Enerji teknolojileri Güneş ışığı, su ve karbondioksitin yapraklar tarafın- Jeoloji Malzeme teknolojileri dan şekere yani enerji kaynağı olan bir kimyasal mad- Jeofizik Ulaştırma teknolojileri deye dönüştürüldüğünü keşfetmek bilimdir. Çünkü Meteoroloji Nükleer teknolojiler yapılan “iş” ne kadar harika olursa olsun ortada insan Astronomi İnşaat teknolojileri faktörü, insan müdahalesi yoktur. Bu işlem insan yok- Anatomi İmalat teknolojileri ken de vardı. Bu bilginin ne patenti vardır, ne de ticari Antropoloji Uzay teknolojileri değeri. Zaten böyle bir olguyu keşfeden kişi patent al- Ekonomi Aydınlatma teknolojileri maya kalkmak yerine bilimsel bir makale yazar ve bu Psikoloji Medikal teknolojiler bulgusunu bilim dünyasıyla ücretsiz olarak paylaşır. Sosyoloji Genetik teknolojiler Ancak yaprakların doğal olarak yaptığı bu işin, insan icadı yapay yapraklarla suni olarak yapılma- Tıp sı teknolojidir ve bu teknolojinin çok yüksek bir tica- ri değeri olacağı açıktır. Çünkü şeker, araçlarda kul- Tablo 2: Bazı Bilim ve Teknoloji Dalları lanılabilecek olan sıvı yakıta çevrilebilir ve böyle bir LKaauygnhalkinla, rR., 2A0D05i.fferent Universe, icat araçların adeta “güneş ışığı” yakarak yolalması- Basic Books, has bir teknik geliştirmesi). Bir zamanın yüksek tek- nı sağlar, hem de havadaki karbondioksit gazını yok http://www.ntvmsnbc.com/ noloji ürünleri (örneğin elektrikli daktilo) başka bir ederek. Tahmin edeceğiniz gibi, birçok ülkede yapay id/25229518/ zamanın antika eserleri olabilmektedir. O yüzden bi- yapraklarla ilgili multi-milyon dolarlık dev araştır- http://www.autm.net/FY_2010_ lim zaman üstü olmasına rağmen teknoloji zamanla ma projeleri yürütülüyor. Yapraktaki bilimi kopyala- Licensing_Survey/8918.htm yakından ilgilidir. Ayrıca teknolojik bir ürünün gözle yıp bunu ekonomik bir ürüne, yani yapay yaprağa dö- http://www.diffen.com/difference/ görünen ve elle tutulan maddi bir varlığı olması da ge- nüştüren kişi, muhtemelen bir teknoloji önderi ola- Science_vs_Technology rekmez (örneğin yeni bir bilgisayar yazılımı). rak tarihe geçecektir. Kuzular da meralarda bilim ha- http://news.yahoo.com/blogs/ rikası bedava yaprakları yemeye devam edecektir. this-could-be-big-abc-news/mind- Teknolojisiz bilim -yani henüz uygulama alanı Bilim ve teknolojide baş döndürücü bir hızla ger- control-flies-toy-helicopter-autism- bulmamış bilim- olur, ama bilimsiz teknoloji pek ol- çekleşen gelişmeler, insana işin sonunun nereye vara- epilepsy-cure-160201355.htm maz. Bilime zıt teknoloji iddiaları ise safsatadır (bir cağı sorusunu sorduruyor. Bu sorunun cevabı, hayal kaç yıl önce enerji üretme iddiası ve milyon dolar- gücümüzle yani yenilikçilik kapasitemizle sınırlı. İn- lık basın kampanyasıyla ortaya çıkan ERKE dönerge- san ancak hayal edebildiği şeyleri ister. İnsanın me- ci gibi). Teknolojinin kaynaği genellikle bilimdir, bi- raklı ve değişen bir varlık olduğuna, arzu ve ihtiyaçla- limin de kaynağı sistematik gözlem ve araştırmadır. rının sonsuz oluşuna bakılırsa, teknolojik gelişmele- Ancak nadiren de olsa bazen teknoloji bilimin kayna- rin de bir sonunun olmayacağını söylemek mümkün. ğı olur (örneğin patenti 1698’de Thomas Savory tara- Bir zamanlar siyah beyaz televizyonlar teknoloji hari- fından alınan ve 1712’de Thomas Newcomen tarafın- kasıydı. Ancak günümüzde üç boyutlu televizyonlar dan üretilen ilk ticari buhar makinesi). Ancak bilim- bile sıradanlaştı ve ekransız televizyonlarla tanışaca- sel altyapısı olmayan bu makinelerin verimi % 2 ci- ğımız günlere az kaldı. Beyin dalgalarını kullanarak varındaydı. 1775’te James Watt’ın kömür kullanımını televizyon kanalını değiştirmek, hatta otomobilimizi dörtte bire indiren yüksek (!) verimli buhar makine- sadece frene bastığımızı hayal ederek durdurmak da si bu teknolojiyi bir kaç basamak yukarı taşıdı. Buhar artık mümkün. Evrenin hızlanarak genişliyor olması- makinelerinin verimini artırma çalışmaları ve ilgi- nın sonuçlarını kestiremediğimiz gibi, bilim, tekno- li araştırmalar “termodinamik” biliminin doğmasın- loji ve yenilikçilik üçlüsünün tetiklediği değişim süre- da ve gelişmesinde büyük rol oynadı. Yani bilim bu cinin de insanlığı nereye götüreceğini kestirmek ger- durumda, doğal varlıklar yerine teknolojik ürünleri çekten zor. Herhalde teknolojinin varacaği son nokta, gözlemleyerek ve deneyerek gelişti. Termodinamik tabii eğer bir gün ulaşılabilirse, “iste, olsun” olacaktır. biliminin gelişmesi ve temel yasalarının 19. yüzyılın ikinci yarısında sağlam bir şekilde oluşturulması, bu- har makineleri ile beraber diğer iş makinelerinin de teknolojik gelişiminin önünü açtı (örneğin Etienne Lenoir’nın 1859’da ilk içten yanmalı benzinli moto- ru yapması). Bugün termik verimi % 60’a varan yük- sek teknolojili ısı makinelerinin yapılması, termodi- namik bilimi ve onun işaret ettiği malzeme bilimin- deki gelişmeler sayesinde olmuştur. 53

H. Tuğça Şener Şatır Armagh Gözlemevi Ay’ın Ardında Saklanan Teknoloji Evreni aydınlatan ilk cisimlerin neler NASA/Goddard/Arizona State University olduğu ve ne zaman oluştukları soru- http://lunar.colorado.edu/dare/docs/DARE_factsheet.pdf su kozmolojinin yani evrenbilimin en te- Ay’ın her iki yüzü Karanlık Çağ’da Neler Gizli? mel sorularından biri. Kozmik mikrodal- ga artalan ışıması sayesinde, evrenin Bü- zı sınırlı olduğu ve evren giderek geniş- Büyük Patlama sıcak, yoğun ve nere- yük Patlama’dan 400.000 yıl sonraki halini lediği için, cisim ne kadar uzaksa yaydığı deyse homojen, yani madde ve enerji dağı- az çok bilsek de, gökadaların ve evrende- ışınımın frekansı normalden o kadar dü- lımının düzgün olduğu bir evren oluştur- ki diğer yapıların nasıl ve ne zaman oluş- şük görünüyor. İşte hidrojenin bu 1420,4 muştu. Evren genişledikçe ve soğudukça tuğunu anlayabilmek için birtakım yeni MHz’lik ışınımı 40-120 MHz frekans ara- önce parçacıklar, ardından atom çekirdek- araçlara ihtiyacımız var. İşte bunlardan bi- lığında gözlenebilirse bazı gizemler, örne- leri ve nihayetinde de atomlar oluştu. Bü- ri henüz tasarım aşamasında olan, DARE ğin evrendeki ilk yıldızların ve karadelikle- yük Patlama’dan yaklaşık 400.000 yıl sonra (Dark Age Radio Explorer - Karanlık Çağ rin tam olarak ne zaman oluştuğu gibi so- evren, kendisini dolduran proton ve elekt- Radyo Kâşifi) adlı uydu. Bu uydu sayesin- rular cevaplanabilecek. ronların birleşip nötr hidrojen atomlarını de evrende hiçbir parıltının olmadığı “Ka- oluşturmasına olanak verecek kadar soğu- ranlık Çağ”ı ve ilk yıldızların oluşmasıyla Söz konusu sinyaller mevcut diğer göz- du. Bu aşamada evren saydamlaştı ve gü- bu dönemi sona erdiren “Kozmik Şafağı” lenebilir sinyallerden sönük olduğu için nümüzde kozmik mikrodalga artalan ışı- daha iyi anlayabileceğiz. bu gözlemleri gerçekleştirmek epeyce zor- ması (CMB) olarak algılayabildiğimiz ışık lu bir görev. İşte bu nedenle DARE üç yıllık serbest kaldı. Kozmik artalan kâşifi COBE, Evrenin sırrı bir nötron ve bir elektron- Wilkinson mikrodalga anizotropi sondası dan oluşan nötr hidrojende saklı. Normal- görev süresi boyunca, WMAP ve yer tabanlı bir dizi teleskop da de 1420,4 MHz frekansta (yani 21 cm dal- gözlemlerini Dünya’dan evrenin bu dönemini yüksek bir hassasi- gaboyunda) ışınım yayan nötr hidrojenin insan faliyetleri sonucu yetle haritalayarak evrenin erken dönem- frekansı, gözlenen cisimlerin uzaklığına ve yayılan radyo dalgala- lerinden biri olan bu süreci daha detaylı dolayısıyla da ışınımlarının ne kadar geç- rının en az ulaştığı yer- anlamamızı sağladı. mişten geldiğine göre değişiyor. Işığın hı- de, Ay’ın diğer tarafın- da gerçekleştirecek. İn- Proton ve elektronların birleşerek ilk DARE yörüngesi sanoğlunun neden ol- hidrojen atomlarını oluşturmasının ardın- duğu radyo ışınımı kir- dan evren neredeyse tamamen hidrojen 54 liliğinden ve Dünya’nın gazından oluşmaktaydı. Henüz hiçbir yıl- iyonosferinin etkisin- dızın oluşmadığı, hiçbir parıltının olmadı- den yoksun tek yer ğı bu dönem Karanlık Çağ olarak adlandı- Ay’ın diğer yüzü ve DA- rılıyor. Kuramsal modellere göre, kütleçe- RE de orada olduğu dö- nemlerde gerekli verile- ri toplayacak.

>< Bilim ve Teknik Ekim 2012 kimi sonraki birkaç yüz milyon yılda gazın Günümüzde bu fiziksel süreçleri anla- teninin test çalışmalarına Batı Virginia’da yavaş yavaş yoğunlaşarak bazı bölgelerde maya ve açıklamaya yetecek fizik bilgimiz bulunan Green Bank teleskobu civarında- toplanmasına neden oldu. Böylece ilk yıl- olmasına karşın, olayların zamanları ve sü- ki Ulusal Radyo Sessiz Bölge’de başladı bi- dızlar belirdi ve Kozmik Şafak oluştu. Yıl- releri konusunda belirsizlik var. DARE işte le. Ne var ki ekip bu bölgenin bile yeterin- dızlar oluşmaya devam ettikçe ilk galaksi- bu noktada, bu evreler boyunca gerçekle- ce sessiz olmadığından, FM bantlarıyla ve ler yapılandı ve evren hidrojen gazını iyon- şen önemli olayları aydınlatmak üzere kol- tabii ki iyonosferle etkileşimin hâlâ sorun laştırabilecek (elektron alarak ya da vere- ları sıvamış bir grup astronomun hayalle- olduğundan yakınıyor. rek elektrik yüklü hale gelme) morötesi fo- rini gerçekleştirebilir. tonlarla doldu. Kozmik Şafak’tan birkaç DARE görevini yerine getirdikten son- yüz milyon yıl sonra ilk yıldızlar da tüm Ay’ın Diğer Yüzü ra sırada Ay’ın arka yüzüne daha büyük te- evrenin hidrojen atomlarını iyonlaştırabi- leskopların yerleştirilerek ilk yıldızların ve lecek kadar morötesi foton üretti. İlk göka- NASA’nın Apollo 17’yi Ay’ın arka yüzü- gökadaların gözlenmesi var. Bu antenlerin daların belirleyici özelliği niteliğindeki bu ne indirmesinden 40 yıl sonra Ay’ın diğer mikrometre mertebesinde kalınlıkta, sü- “yeniden iyonlaşma” evresinde, gökadala- yüzü yeniden gündemde. Ancak bu defa per hafif malzemelerden yapılması söz ko- rarası ortamın neredeyse tamamı yeniden astronotların değil, evrenin karanlık çağ- nusu. Tasarımların biri, 100 metre uzunlu- iyonlaştı. Gözlemler ve kuramsal çalışma- larını gözlemek için sakin bir yer arayan ğunda 3 koldan oluşan poliamit filmlerin lar sayesinde Karanlık Çağ ve Kozmik Şa- astronomların gündeminde. Çünkü Ay’ın merkezi bir elektronik cihaza tutturulma- fak yakında aydınlanacak gibi görünüyor. arka yüzüne yerleştirilecek teleskoplar sını öngörüyor. Fırlatma durumunda sarı- Dünya’dan gelen radyo sinyallerinden yalı- lı halde bulunan kollar, Ay’a inişin ardın- Lagrange Noktaları tılmış bir ortamda gözlem yapabilir. Ay’ın dan beraberinde gönderilen izci araç sa- arka yüzünde gerçekleştirilecek ilk rad- yesinde gerekli yere yerleştirilecek ve açı- yo astronomi çalışmaları, büyük ihtimalle lacak. Aracın bir Lagrange noktası etrafın- DARE ile yürütülecek. Eğer NASA’nın ge- da yörüngede bulunan astronotlarca yöne- lecek yılki incelemesinden olumlu sonuç tilmesi olası görünüyor. Bu senaryonun sı- alınırsa, DARE Ay’dan yaklaşık 200 km nanması için gelecek yıl Uluslararası Uzay uzakta yörüngeye oturacak. İstasyonu’ndaki astronotlarla çeşitli çalış- malar yapılacak. Astronotlar K-10 adlı bir DARE’nin anteni tüm gökyüzünden Mars izcisini uzaktan yönetecek ve NASA gelen radyo sinyallerini algılayacak şekilde Ames Araştırma Merkezi’nde kurulan ya- tasarlanacak. DARE ekibi, sondanın an- pay bir Mars yüzeyinde poliamit filmlerin yerleştirilmesi ve açılması üzerinde çalışa- caklar. David A. Kring, LPI-JSC Center for Lunar DARE Science and Exploration Projenin devamında, bunun gibi bin- http://lunar.colorado.edu/dare/docs/lerce teleskop kullanılarak evrenin iyice DARE_factsheet.pdf derinliklerine inilmesi hayali yer alsa da, bütçe sorunları ve görevin ilerleyen aşa- malarında karşılaşılabilecek sorunlar ne- deniyle projenin hayata geçirilmeme ola- sılığı da var. Projeyle ilgili detaylı bilgi için : http://lunar.colorado.edu/dare/ AKnayannathkaswamy, A., “View from the Far Side”, DNeAwRSEciPernotjiests,i3İn0tHeranzeirtaSnite2s0i12. (http://lunar.colorado.edu/dare/) 55

İbrahim Tarık Özbolat Yapay Organ Üretimi 3 Boyutlu Organ Prototiplenmesine Doğru Son yıllarda kök hücreler üzerine yapılan başarılı çalışmalar üç boyutlu (3B) organ üretiminin hayal olmadığını gösterdi. Henüz tam anlamıyla işlevsel organlar üretilip hastalara nakledilemiyor, ancak bilimde çığır açıcı nitelik taşıyan bu konunun önemi giderek artıyor. ABD Sağlık ve İnsan Hizmetleri Dairesi’nin verilerine göre şu anda 100.000’den çok hastanın organ nakli için sırada beklediğini göz önüne alırsak, yapay organ üretiminin önümüzdeki yıllarda bilim dünyasında çok önemli bir yeri olacağı kesin. Bilim insanları önümüzdeki on beş yıllık süreçte bu konuda çok önemli sonuçlar alınmasını bekliyor. Dr. Christopher Barnatt tarafindan tasarlanan organ prototipleyici kavramı: Hücrelerin 3B yazıcı tarafından, tabandan başlayarak katman katman üretilmesi Organ Üretimi Ne Demektir, İşlevini çeşitli nedenlerden ötürü (örneğin kan- Yapay Organ Üretimi ser ve benzeri hastalıklar veya organ yaralanmaları) Nasıl Gerçekleştirilebilir? yitiren organların yerini alabilecek, tam anlamıyla olmasa da en önemli işlevini yerine getirebilecek, Yapayorganüretimiinsandanalınankökhücreleri mevcut organın yerine nakledilebileceği gibi vücu- kullanarak, bir organın görevini yerine getirebilecek dun başka yerlerinde de konumlandırılabilecek or- üç boyutlu, organ benzeri yapıların geliştirilmesidir. gan veya organcık dediğimiz yapıların biyo-üreti- mine organ üretimi denir. 56

Organ üretimi araştırmalarında kullanılan kök >>> Bilim ve Teknik Ekim 2012 hücreler, insanların çeşitli dokularından (örne- ları oluşturulması 3B hızlı prototipleme tekniğinin ğin kemik iliği) elde edilip hücre kültürlerinde sı- biyomedikal alanında da rağbet görmesini sağladı. Dr. Özbolat’ın Biyo-üretim nırsız olarak çoğaltılabilen ve özelleşmiş hücrelere Sentetik ve doğal birçok biyo-malzeme hızlı proto- laboratuvarında geliştirilmekte dönüşebilen yapılardır. Kök hücrelerin vücutta ha- tipleme tekniği ile geçici ve kalıcı implantların ya- olan çift kollu prototipleyeci robot, sar gören dokuya nakledilerek dokuyu işlevsel ola- pımında kullanılıyor. Bunun haricinde, hızlı proto- aynı anda hem damar dokuyu rak onarma özelliği yaygın olarak kullanılmaktadır. tipleme tekniği canlı hücrelerin biyomalzeme içine hem de pankreas hücrelerinden Son yıllarda 3B hızlı prototipleme tekniğiyle kök karıştırılarak, biyo-malzeme içerisinde basılması- oluşan ve insulin salgılayan hücrelerden özelleşen canlı hücrelerin biyo-malze- nın önünü açmış durumda. dokuyu prototiplemek üzere me içinde organ şeklinde prototiplenmesi ve doku tasarlandı. kaynaşmasından sonra işlevsel yeterliliğe ulaşma- Organ Üretiminde Hangi Noktadayız? sı, organ üretimi için en temel öğedir. Organ pro- totiplemesi gerçekleştirildikten sonra üretilen or- Dr. İbrahim Tarık Özbolat ABD’de yapay organ gan yapısı hücre ve doku kaynaşması için belli bir üretimi konusunda çalışıyor. Projelerinden biri ya- süre biyo-reaktörde bekletilir, aksi takdirde üretilen pay pankreas üretimi. Embriyo kök hücrelerinden yumuşak yapı entegre olamaz ve çökmeye başlar. değişerek insulin salgılayabilme özelliği kazanan Yapıda meydana gelen bu çöküş hücreler üzerinde hücrelerin, 3B prototipleme tekniğiyle montajını mekanik yük yaratır ve ölümlerine neden olur. Bi- ve kaynaşmasını sağlayarak yeterli düzeyde insulin yo-reaktör hücre bölünmesini ve doku kaynaşma- salgılayan pankreas yapısı üretimi üzerinde çalış- sını hızlandıran, vücut ortamının özelliklerine ben- malar sürüyor. Üretilecek olan 3B pankreas benze- zer bir ortamı olan bir mekanizmadır. Organ proto- ri yapı, ileride insan vücudunun ana damarlarından tiplendikten sonra çeşitli kriterlere bağlı olarak belli birine yakın herhangi bir yerine nakledilebilecek ve bir süre biyo-reaktör içerisinde barındırılır. Bu sü- insulin salgılayarak kandaki şeker oranını denge- re pek çok etkene (hücre çeşitleri, yapıda kullanılan de tutabilecek bir mekanizmada önemli yer edine- biyo-malzeme, çözelti ve sıcaklık gibi) bağlı olarak cek. Şu anki araştırmalar pankreasın insulin salgıla- değişim gösterir. ma işlevinde önemli bir yer tutan beta hücrelerine odaklanmış durumda. Ancak ilerleyen yıllarda do- 3B Hızlı Prototipleme Tekniği ve ğal bir pankreasın sahip olduğu diğer hücre çeşitle- Biyomedikal Alandaki Kullanımı rini de kapsayan heterojen bir yapının elde edilme- si planlanıyor. 3B hızlı prototipleme tekniği kendine özgü avan- tajlarından ötürü son yıllarda biyomedikal alanın- Iowa Üniversitesi Hastanesi Klinik Laboratu- da çok rağbet görmeye başladı. 3B hızlı prototiple- varları’nda, insulin üreten kök hücreler konu- me, bilgisayar ortamındaki üç boyutlu tasarımlar- sunda uzman olan Dr. Nicholas Zavazava ile or- dan doğrudan fiziksel modeller elde etmemizi sağ- tak olarak yürütülen çalışmada, Biyo-Üretim layan bir imalat tekniği. Bu yöntemde, fiziksel mo- Laboratuvarı’nda yapay pankreas üretimi için özel deller tabandan başlayarak yüzeylerin üst üste ek- olarak tasarlanmış, damar benzeri mikro-akışkan lenmesiyle oluşturulur. Basılan her katman bir son- yapılar geliştirildi. Kök hücrelerden oluşan canlı ya- raki katman için temel işlevi görür. Geleneksel yön- pının canlılığını sürdürebilmesi için gereken damar temlerde, birden çok bileşene sahip bir model oluş- benzeri yapıların geliştirilmesi çalışmaları devam turmak için her bileşeni ayrı ayrı üretip montajla- ediyor. Kolojen, kitosan ve hyaluronik asit gibi do- mak gerekirken, bu yöntemle bütün model bir par- ğal, yarı geçirgen biyo-malzemelerden yapılan mik- ça halinde, tek seferde ve çalışır durumda imal edi- lebiliyor. Örneğin binlerce bileşenden oluşan, her bir bileşeni farklı özelliklerdeki tezgâhlarda işlenip büyük montaj hatlarında birleştirilen bir otomobi- lin tek seferde, tek bir tezgâhta imal edildiğini dü- şünün. Bu teknoloji o kadar gelişmedi, ancak avan- tajları onu bir çok alanda bir adım öne çıkarıyor. Diğer üretim teknikleriyle üretilemeyen karmaşık yapıların, hızlı prototipleme tekniği ile üretimi ve biyo-malzemelere kolayca şekil verilerek bu yapı- 57

Yapay Organ Üretimi: 3 Boyutlu Organ Prototiplenmesine Doğru CD AB 618 μm 268 μm Birden fazla kollu biyo-prototipleme platformunda üretilen, mikron büyüklüğündeki biyo-malzemeden oluşan damar benzeri yapılar ve içlerindeki kök hücreler (Zhang ve ark. 2012) ro-akışkan kanallar, canlı hücrelerin be- Bu alandaki önemli gelişmelerden bir Diğer bir organ üretim çalışma- sin, oksijen ve su ihtiyacını karşılama ve diğeri de Güney Carolina Üniversitesi Tıp sı da Minnesota Üniversitesi Kök Hüc- hücre topluluğunda oluşan metabolizma Fakültesi Yenileyici Tıp ve Hücre Biyoloji- re Enstitüsü’nde Dr. Doris Taylor ve gru- atıklarını sistemden uzaklaştırma görevi- si Bölümü’nden Dr. Vladimir Mironov ve bu tarafından sürdürülüyor. Dr. Taylor ni yerine getiriyor. Bu kanallar hızlı pro- Missouri Üniversitesi Fizik Bölümü’nden ve grubu hızlı prototiplemeden farklı bir totipleme tekniği ile özel bir sistem geliş- Dr. Gabor Forgacs tarafından üretilen bir- yöntem kullanarak yapay kalp geliştir- tirilerek üretiliyor. “Geçici” olan bu ka- den fazla canlı hücreden oluşturulan da- di. İşlevini kaybeden bir fare kalbini bir nallar hücreler tarafından, biyo-malze- mar yapıları. Yine 3B hızlı prototipleme çözelti içinde hücrelerinden arındırdık- me türü ve konsantrasyonuna bağlı ola- tekniği ile üretilen yapay damar yapıla- tan sonra arta kalan, kolojenden oluşan rak belli bir zaman sonra, örneğin bir ay rı, doku kürelerinin geometrik olarak yan bağ dokusuna yeni canlı hücreler enjek- gibi bir sürede eritilip yok ediliyor. Geliş- yana sıralanması ile oluşturulmuş. Bin- te ettiler. Enjekte edilen hücreler çoğaltı- tirilen özel bir 3B hızlı prototipleme tek- lerce kök hücre kullanılarak özel bir üre- lıp kaynaştırıldıktan dört gün sonra elde niği aynı zamanda kök hücrelerin basıl- tim tekniği ile küre biçiminde üretilen do- edilen kalbin kasılma işlevini, sağlıklı bir masına da olanak sağlıyor. Şekilde görü- ku küreleri, damar yapılarının oluşumu- kalbin % 2’si oranında gerçekleştirdiğini len mikro-akışkan kanallar içinde kök nu ve hücrelerin kaynaşmasını kolaylaştı- gözlemlediler. hücreler kolayca basılıyor ve laboratuvar rıyor. Bu teknik, organın üretiminin ileri- ortamında çoğaltılıp büyütülebiliyor. Bu ki aşamalarında doğan, “hücreleri meka- Organ Üretiminde kanalları insulin salgılayan hücreler ile nik yük altında canlı tutabilme sorununu” Karşılaşılan Zorluklar beraber eş zamanlı olarak üretebilecek bir nebze olsun azaltmış ve şu anda bilim bir sistem geliştiren Biyo-üretim Labora- insanları tarafından farklı organ ve doku- Organ prototiplemesinde en önem- tuvarı’ndaki araştırmacılar, sistemin oto- ların biyo-üretiminde kullanılmak üze- li unsur üretilen organın işlevsel olma- masyonunu geliştirmek için farklı proje- re araştırma konusu olmuş. Bu grup ayrı- sıdır. Örneğin bir kalbin yerine geçmesi ler üzerinde çalışıyor. Yukarıdaki şekilde ca laboratuvarda yapay et geliştirmek için için üretilen kalbe benzer yapının işlev- pankreas üretim çalışmalarının yürütül- farklı projeler üzerinde de çalışmalarını sel anlamda çalışıyor olması başlıca ge- düğü, birden fazla kolu olan biyo-proto- sürdürüyor. Laboratuvar ortamında üreti- reksinimdir. Üretilen yapay kalp doğal tipleme platformunda üretilen damar ya- lecek yapay etle hayvan kesiminin azaltıl- kalp gibi kasılma ve gevşeme hareketleri- pıları gösterilmektedir. ması hedefleniyor. ni yapmalı, vücuda kan pompalama gö- AC EG I K J B D FH Missouri Üniversitesi Fizik Bölümü’nde birden çok hücre çeşidi kullanılarak hızlı prototipleme tekniği ile elde edilen, heterojen damar benzeri yapılar (Norotte ve ark. 2009) 58

<<< Bilim ve Teknik Ekim 2012 Ao RA LA RV LV Minnesota Üniversitesi Kök Hücre Enstitüsü’nde işlevini kaybetmiş fare kalbi çözelti ile hücrelerinden arındırıldıktan sonra elde edilen bağ dokusu ve damarlar. Dr. İbrahim Tarık Özbolat Bu yöntem başka organlar için de (örneğin akciğer) hayvanlar üzerinde test ediliyor (Ott ve ark. 2008). Orta Doğu Teknik Üniversitesi revini yerine getirmelidir. Aksi takdirde üretilen sa- yerdeyse, üretilen yapının biyo-reaktöre nakli sıra- Endüstri ve Makina dece et yığınından başka bir şey olmayacaktır. Or- sında sarsıntılar nedeniyle meydana gelen çöküşler mühendisliklerinden çift gan üretiminde önemli olan diğer bir husus da do- hücreler üzerinde mekanik yük yaratır ve bu meka- anadal ile mezun olduktan ğal organlarda görülen heterojen yapıdır. Hetero- nik yük hücrelerin canlılığını yok eder. Bu sorun, sonra 2007’de ABD’deki jen yapının oluşması için gerekli olan birden fazla 3B organ prototipleyicinin biyo-reaktör içine yer- Buffalo Üniversitesi’nde hücre çeşidi ve bunların organ yapısı içindeki da- leştirilerek insan faktörünün en aza indirilmesiyle doktora eğitimine başladı. ğılımı ve bağlantıları, tam anlamıyla gerçek bir or- çözülebilir. Son bir husus ise üretilen organ yapısı- Doktora çalışmalarını gan üretimini şimdilik imkânsız kılıyor. Fakat or- nın geometrik karmaşıklığıdır. İçi oyuk olan organ- hibrid doku modellenmesi ganın gerçekleştirmesi istenen işlev, sadece bir veya lar, örneğin kalp ve akciğer, üretim aşamasında ge- ve biyo-üretimi üzerine birkaç hücre çeşidi ile sağlanabilirse, çok kompleks çici destek yapılara ihtiyaç duyar. Bu destek yapı- yapan Dr. Özbolat, bir yapılandırma gereksinimi de azalabilir. Örneğin lar için gerekli biyo-malzemenin çeşidi, geometri- 2011’de ABD’deki Iowa pankreas üretmektense insulin üreten hücrelerden si, mukavemeti ve zamana bağlı olarak erimesi göz Üniversitesi’ne öğretim oluşan bir yapı oluşturularak vücudun insulin ihti- önüne alınması gereken başlıca parametrelerdir. üyesi olarak katıldı. Biyo-üretim Laboratuvarı ve İleri Düzey İmalat Teknoloji Grubu’nu kuran Dr. Özbolat çalışmalarının bir çoğunu canlı organ prototiplemesi üzerine sürdürüyor. yacı karşılanabilir. Organ üretiminde önemli olan diğer bir husus ise kök hücreler alanında gerçek- leştirilen bilimsel ilerlemeler. Bilindiği üzere kök hücreler vücudumuzda bütün dokuları ve organ- KYETanahogyi,ilnnmRae.eak,rnZliaynhr,gaJ.nM, g“aP, Rgrai.n,ztLienudea,LnSi,afJey.”,ı,L1Mi3ne4,c,Fhs.a.,4n“A4ic-lag4li7n,a2t0e1a2n.d Norotte, C., Marga, F. S., Niklason, L. E., Forgacs, ları oluşturan ana hücrelerdir. Henüz farklılaşma- alginate/gelatin microspheres for human adipose- G., “Scaffold-free vascular tissue engineering using mış olan bu hücreler sınırsız bölünebilme ve ken- derived stem cell encapsulation and differentiation”, bioprinting”, TBrioumska,tTe.r,iKalas,sySaanyıo3v,0V, s.,.L5i9t1tl0e-,5S9.,1S7w, 2aj0a0,9. dini yenileme, organ ve dokulara dönüşebilme ye- BÖizobfaoblaritc,aI.tiTo.n, ,KSoaçy,ıB4.,,s“.M02o5d0e0li7n,g2o01f 2Sp. atially Mironov, V., teneğine sahip. Ancak ilgili organın hücrelerine dö- Controlled Bio-molecules in Three-dimensional R., Marwald, R., “Biofabrication: a 21st century nüştürülen kök hücreler hastanın dokusuyla uyum KPJoohuraronluial,slSAo.,flSgMuinenad,tiWecaS.l,trD“uBecivotiupcreresisn,”St,iaAnySgıM4e,nEsd.to0rta4hn1e0slai0ac3lt,ico2en0lls1s,0w. ith manufacturing paradigm”, Biofabrication, sağlayamayabiliyor. Üretilen organ ile hastanın do- alginate for 3D tissue constructs”, ASME transactions, Sayı 1, s. 022001, 2009. kusunun uyuşmamaması ise bütün bu çalışmaların SJoauyrın1a3l1o,fsB. 1io1m10e0ch2,a2n0ic0a9l.Engineering, Ott, H. C., Matthiesen, T. S., Goh, S.-K., Black, L. D., bir şey ifade etmemesi anlamına gelebilir. Bu bağ- Raikwar, S. P., Zavazava, N., “Insulin producing cells Kren, S. M., Netoff, T. I., Taylor, D. A., “Perfusion- lamda, kök hücreler üzerine yapılan çalışmalar çok derived from embryonic stem cells: Are we there yet?”, decellularized matrix: using nature’s platform to önemli bir yer tutuyor. sJo. u2r5n6a-2l 6o3f C, 2e0ll0u9la. r Physiology, Sayı 218, engineer a bioartificial heart”, Nature Medicine, Sayı 14, Zhang, Y., Chen, H., Özbolat, I. T., “Characterization of s. 213-221, 2008. Bir başka kritik faktör ise üretilen organın için- Printable Micro-fluidic Channels for Organ Printing”, Mironov, V., Drake, C., Markwald, R. R., International Mechanical Engineering Congress & “Organ printing: promises and challenges”, Exposition (IMECE 2012), Houston, Texas, 2012. RBeagrnenaettr,aCti.o,nExMpeladiincainl,gSTahyeıF3u, stu. 9re3.-c1o0m3, 2008. http://www.womenshealth.gov/publications/our- publications/fact-sheet/organ-donation.cfm#l de yer alacak olan damar ve damar benzeri yapılar. Bu yapılar organın geri kalan kısmındaki hücrele- rin büyümesi, bölünmesi ve kaynaşması için oksi- jeni ve besinleri taşımak ve metabolizma atıkları- nı hücreden uzaklaştırmakla görevli. Aksi takdirde üretilen yapının içinde sıkışan hücreler yaşamsal iş- levlerini devam ettiremez. Diğer önemli husus ise üretilen organ yapısının biyo-reaktör içinde saklan- ması. Reaktör, hücrelerin ihtiyaç duyduğu oksijeni ve besinleri pompalamak zorundadır. Eğer organın üretildiği ortam biyo-reaktör ortamından farklı bir 59

Nasıl Çalışır? Murat Yıldırım Radyo Dalgaları Radyolu saatinizden yükselen, sunu- yonundaki stüdyoda oturan sunucunun elektrik direnci dü- cunun anonsunu taşıyan radyo dal- ağzından çıkan kelimeler size nasıl ulaşı- şer. İki elektrot ara- gaları. Gözünüzü açtığınızda sizi selamla- yor? Bu yolculuğun nasıl olduğunu ve du- sından geçen doğru yan günün ilk ışığı. Mikrodalga fırına koy- raklardan bazılarını merak ediyorsanız, akımın değeri diren- duğunuz yiyecekleri ısıtan mikrodalga- doğru yerdesiniz. cin değişmesiyle bir- lar. Arabanızda müzik dinlerken kullan- likte değişir. Akım- dığınız diskçaların içindeki lazer. Akciğe- Mikrofon daki bu değişiklik rinizin filmi çekilirken kullanılan X-ışını. Sunucunun ağzından çıkan sesler mik- de elektrik bir sinyal Uzayıp gidebilecek bu listedeki şeylerin rofona ulaşıyor. Mikrofondaki “dönüştü- oluşturur. Bu sayede ortak özelliği hepsinin de elektromanye- rücü” sayesinde elektrik sinyallerine dö- diyaframın titreşim- tik dalga olması. Bu kadar farklı işi yapan nüştürülüyor. Şu an birçok çeşidi kullanı- leri elektrik sinyalle- elektromanyetik dalgaların bilgiyi nasıl ta- lıyor olsa da ilk kullanılanlar karbon mik- rine dönüşmüş olur. şıdığını hiç düşündünüz mü? Radyo istas- rofonlardı. Hayatımıza giren başarılı bir- çok icatta olduğu gibi karbon mikrofon- Dönüştürücü larda da Thomas Alva Edison’un parma- Genellikle bir enerji biçimini başka bir ğı var. Karbon mikrofonların çalışma ilke- enerji biçimine çeviren aygıtlara denir. si aslında çok basit. Biri esnek iki elektro- Örneğin mikrofondaki karbon, ses ener- tun arasına karbon tanecikleri konulur ve jisini elektrik enerjisine çevirir. Her rad- bu iki elektrot arasına voltaj farkı uygula- yonun vazgeçilmez parçası antenlerse ha- nır. Diyafram olarak isimlendirilen esnek vadaki elektromanyetik dalgaları elektrik elektrota çarpan ses, diyaframı içeri doğ- sinyaline çevirir. Ayrıca ısının ve ışığın ru iter. Diyafram da karbon taneciklerini seviyelerini ölçen detektörler, bu enerji- sıkıştırarak birbirine yaklaştırır. Üzerle- leri algılayıp elektrik sinyallerine çevir- rindeki basınç artan karbon taneciklerinin dikleri için de birer “dönüştürücü”dür. Esnek elektrot Sabit elektrot Ampuller elekt- rik enerjisini ısıya Sinyal ve ışığa dönüştürür. Tabii ki hiçbir enerji Karbon tanecikleri Pil dönüşümü kayıpsız olmaz. Kayıp, genel- Sinyal de çevrilmek istenen enerjinin bir kısmının ısıya dönüşmesiy- le olur. Antenler en verimli dönüştürücü- ler arasında sayılabilir. Doğru tasarlan- mış bir anten, beslenen elektrik gücünü % 80’i aşan bir verimlilikle elektroman- yetik dalgaya dönüştürülebilir. Edison’un icadı olarak bildiğimiz ampul ise en kö- tü dönüştürücülerden biridir. Sıradan bir ampul elektrik enerjisinin % 5’inden da- ha azını görünür ışığa çevirir. Not: Edison en pratik ve uzun ömür- lü ampulü icat etmiş olsa da teknoloji ta- rihçileri elektrik enerjisini benzer şekilde ışığa çevirmeyi başarmış 20’den fazla mu- cit sayar. 60

Bilim ve Teknik Ekim 2012 [email protected] Antenler rik alanı oluşturuyor. Aynen pilli düze- Bir başka deyişle, antendeki elektronla- Sunucumuzun neşeli sesi elektrik sin- neğimizde birkaç santimetre öteye ilet- rın sayısı sabit kalırken hızları normale yallerine dönüştü. Simdi ise elektrik sin- tiğimiz gibi değişen bu alanlar sayesin- göre biraz azalır veya artar. Radyo dalga- yallerinin elektromanyetik dalgalara dö- de elektromanyetik ışıma (bu durumda sında yapılacak modülasyonun dalganın nüşmesi gerekiyor. Dergimizin 536. sa- radyo yayını) gerçekleşiyor ve yapılan ya- frekansı ile bir ilgisi olmamasına rağmen, yısındaki (Temmuz 2012) “Elektroman- yın kilometrelerce öteye iletilebiliyor. Fa- Türkiye’de FM bandı 87,5-108 Mhz aralı- yetik Dalgalar” başlıklı yazıdan da hatır- kat yaptığımız bu yayında daha sunucu ğında, AM bandı ise 522-1620 Khz ara- layacağınız üzere, elektronlar ve elekt- sesi ya da herhangi bir bilgi yok. Elektrik lığında. Ufak değişiklikler olabilmesine ronların akışı elektrik alan oluşturu- sinyallerine çevirdiğimiz bu sesleri akı- rağmen hemen hemen tüm dünyada da yor. Elektronların akışı aynı zamanda mın yönünü değiştirmek için kullandı- benzeri aralıklar kullanılıyor. bir manyetik alan da oluşturur. Manye- ğımız sinüs dalgalarına bindirmemiz ge- tik alandaki değişiklikler ise ikincil bir rekiyor. Bunu yapmak için kullanılan iki Elektromanyetik dalgalar radyonuzun elektrik alan oluşturur. Bunu basit bir de- yaygın yol var: AM (Amplitude Modula- antenine ulaştığında antendeki elektron- neyle açıklayalım. İletken bir tele bir pil tion-genlik modülasyonu) ve FM (Fre- ları hareket ettirmeye başlar, aynen pilli ve anahtar bağlamakla başlayın. Bir kaç quency Modulation-frekans modülasyo- düzeneğimizin anahtar açıp kapandığın- santimetre uzaktaki başka bir tele has- nu). Bu kısaltmalar aynı zamanda kul- da diğer telde akım ve voltaj farkı oluş- sas bir voltaj veya akım ölçer bağlayın. landığımız radyo bandını da temsil eder. turması gibi. Böylece sunucunun sesin- den elde edilen elektrik sinyaller radyo- Genlik modülasyonu nuza kadar ulaştı. Şimdi ise bu sinyalle- rin tekrar sese çevrilmesi gerekiyor. Anahtarı açıp kapamaya başladığınızda Frekans modülasyonu Hoparlör iki tel birbirine değmediği halde voltaj Mikrofonun esnek elektrotuyla elekt- farkının değiştiğini ve bir akım oluştuğu- Genlik modulasyonunda elektrik sinyal- rik sinyallerine çevirdiği ses dalgalarını nu göreceksiniz. Evet, başardınız. Birkaç ler radyo dalgasının frekans şiddetini de- tekrar üretmeliyiz. Bunu hoparlör kul- santimetre öteye de olsa, sadece statik de ğiştirecek şekilde sinüs dalgasıyla etki- lanarak yapıyoruz. Hoparlörler elektrik olsa radyo yayını yaptınız. Eğer anahtarı leştirilir. Frekans sabit kalırken verici an- enerjisini ses enerjisine çeviren dönüş- Mors alfabesine göre açıp kapatabilirse- tende titreşen elektronların sayısı azalır türücülerdir. Hoparlörün çalışma ilke- niz, kablosuz (yani wireless) bilgi iletimi veya artar. Frekans modülasyonunda ise si aslında çok basit. Bir hoparlör basitçe yapabilirsiniz. Bu kadarcık zahmete da- elektrik sinyalindeki değişiklikler taşıyıcı üç kısımdan oluşur. Esnek bir diyafram, hi katlanmak istemiyorsanız radyo din- frekansta ufak değişikliklere yol açacak sabit bir mıknatıs ve bunların arasında- lerken ışıkları açıp kapatırsanız, tama- şekilde taşıyıcı radyo dalgasıyla etkileşir. ki bir elektromıknatıs. Elektromıkna- mıyla aynı fiziksel sebeplerden kaynak- tıs üst üste sarılmış bakır tellerden oluş- lanan statik gürültüyü radyonuzdan du- Volt Pil muş bir bobin olabilir. Bobin diyaframa yabilirsiniz. tutturulur. Bakır tele elektrik verildiğin- de bobinin etrafında manyetik alan olu- Radyo istasyonlarında güç kaynakla- şur. Bu alanın en güçlü olduğu yer bobi- rındaki anahtarları sürekli açıp kapatma- nin ortasıdır. Sabit mıknatısın manyetik dıklarına göre radyo yayınları nasıl yapı- alanıyla etkileşime geçen elektromanye- lıyor? (Dergimizin 536. sayısındaki (Tem- tik alan, diyaframı hareket ettirir. Elekt- muz 2012) “Akımlar Savaşı” başlıklı yazı- rik sinyalindeki değişimler diyaframı bu daki alternatif akımı hatırlayın.) Akımın değişimlere göre hareket ettirir. Diyaf- yönü, sinüs dalgası şeklinde olacak şekil- ram da etrafındaki havayı titreştirerek de, periyodik olarak sürekli değiştirilebi- mikrofon tarafından algılanan ses dalga- liyor. Sürekli değişen akım yönü manye- larını tekrar üretir. Bilim ve Teknik Der- tik alanı, değişen manyetik alan da elekt- gisindeki “Kendimiz Yapalım” köşesinde (http://www.biltek.tubitak.gov.tr/geli- sim/elektronik/index.htm) basit bir ho- parlörü evde nasıl yapabileceğinizi bula- caksınız. Bu arada hoparlörden sunucunun se- si bir kez daha yükseliyor: “Tekrar görüş- mek üzere.” 61

Abdurrahman Coşkun Doç. Dr., Acıbadem Üniversitesi, Kanserli doku, damardaki pıhtı gibi yaşamımızı Tıp Fakültesi, tehdit eden zararlı yapıları yok edebilen Biyokimya Anabilim Dalı nanorobotlar gelecekte çok sayıda hastalığın tedavisinde kullanılabilecektir. Biyolojik Onarım Yaşamın parolası:“Kendini onarabildiğin sürece yaşarsın”. Biz canlılar sürekli yıpranıyoruz, ne yazık ki yıpranmayı tümüyle önlemek mümkün değil, ancak geciktirebiliriz. Onarım işinde görev alan hücreler ve özel proteinler 24 saat görev başında. Eskiyen, yıpranan yapıları onarıyor ya da yenilerini yapıyorlar. Yıpranan sadece bizler deği- Tüm bu olumsuz etkenlere karşı iki liz, evrende yıpranmayan bir temel desteğe ihtiyacımız var: Savun- varlık yok. Sağlam olduğun- ma ve onarım. Bereket ki bizleri bin- dan kuşku duymadığımız kayalar, lerce yabancı madde, bakteri, virüs taşlar da yıpranır. Zamanla çözülme gibi etkenlerden koruyan, çok geliş- ve ayrışmayla parçalanır ve toprağın miş bir savunma sistemimiz var. An- ham maddesini oluştururlar. Vücu- cak onarım için aynı şeyleri söyle- dumuzdaki tüm hücreler de yaşam mek zor. boyu içeriden ve dışarıdan yıpratıcı ve yıkıcı etkenlere maruz kalır. Hiç- Entropiden tümüyle kurtulmak bir hücre “kurtarılmış” değildir. Pe- mümkün değil; onunla ancak ona- ki ama neden yıpranıyoruz? Bu so- rımla savaşabiliriz. Onarım işinde runun yanıtı termodinamiğin temel görev alan hücreler ve özel proteinler yasalarında gizli. İkinci yasaya göre 24 saat görev başındadır. Yıpranan, evrende düzensizlik sürekli artıyor. eskiyen yapıları onarılır ya da yenile- Biz bunu “evrenin entropisi sürek- ri yapılır. Onarılması gereken bir şey li artıyor” şeklinde özetliyoruz. Bu varsa beklenmez, hemen işe başlanır. yasa biz canlıları derinden etkiliyor. Bakım ve onarım elemanlarımız ola- Sürekli yıpranıyoruz, vücudumuzun yın ciddiyetine göre en etkili çözümü düzeni bozuluyor, bütünlüğümü- geciktirmeden uygular. Örneğin da- zü korumak zamanla daha da zor- marlarımızdan biri kesildiğinde kan laşıyor ve nihayet dağılıyoruz. Yıp- hızlıca dışarı akar; damarın zarar gö- ranmaya karşı kendimizi koruduğu- ren kısmı hemen onarılmazsa, faz- muz sürece yaşamımızı sürdürebi- la kan kaybı yaşamımıza mal olabi- liyoruz, ancak zafer eninde sonun- lir. O zaman en etkili çözümler hız- da entropinin oluyor. Bizleri yıpra- lıca devreye girer. Kanın damar sis- tan, yok etmeye çalışan binlerce et- teminde kalması ve dolaşımın aksa- ken var: Çeşitli hastalıklar, çevre- maması gerekir. Önce yaralanan da- sel etkenler, kazalar, savaşlar, mikro- mar daraltılır, daha sonra yara bölge- organizmalar ve daha neler neler… si geçici bir pıhtı ile kapatılır, son aşa- mada da damar kalıcı olarak onarılır. 62

>>> Bilim ve Teknik Ekim 2012 İnsan vücudundaki onarım hızlı işlev kanizması da iş başındadır. Yapılan iş ye- Çok sayıda proteinin görev aldığı bu sis- görür, ancak mükemmel değildir. Ne ya- rinde denetlenir. Böylece zincire yanlış bir tem DNA’daki bozuk kısmı tanır ve o böl- zık ki her doku her zaman orijinal hali- molekül takıldığında hemen fark edilir, çı- geye operasyon düzenler. Önce DNA’nın ne getirilemez. Bu, en zayıf noktalarımız- karılır ve yerine doğru molekül takılır. bozuk kısmı tespit edilir, daha sonra bo- dan biri. Tüm dokularımızın orijinal hali- zuk olan kısım kesilip çıkarılır ve yerine ne getirilecek gibi tamir edilememesi ya- Kopyalama aşaması dışında, genlerde doğru moleküller yerleştirilir. DNA, hüc- şam kalitemizi önemli ölçüde düşürüyor. sürekli yapısal değişimler meydana gelir. renin ve tüm organizmanın bilgi işlem Örneğin kalbimizi besleyen damarların tı- Kendiliğinden meydana gelen değişim- merkezidir. Burada başlayan bir yangın, kanması sonucu kalp kasında oluşan ka- lerin yanı sıra çeşitli ilaçlar, bazı besin- yayılmadan hemen söndürülür. lıcı hasar, kalp krizine neden oluyor. Oy- ler, hava kirliliği, sigara dumanı, Güneş’in sa insanla karşılaştırıldığında daha basit ultraviyole ışınları ve daha pek çok etken DNA’daki bilgilerin okunması ve ona olan bazı canlılar, kopan parçalarını bile DNA’nın yapısal bütünlüğüne zarar verir. uygun protein ve diğer moleküllerin yapı- yeniden oluşturabiliyor. Bazı sürüngenler, Bu durumda eğer onarım mekanizması mı için RNA’ya (Ribonükleik asit) gereksi- örneğin kertenkeleler bu özelliklerini bir yoksa DNA bu iç ve dış etkenlerin yıkıcı nim var. Her iki yapı da dört harfli bir alfa- savunma mekanizması olarak kullanıyor. etkisi sonucu yapısal ve işlevsel bütünlü- be ile kodlanır. DNA alfabesindeki harfler Bizler bu açıdan kertenkeleler kadar şans- ğünü kaybeder. Sonuç olarak çok sayıda adenin, guanin, sitozin ve timin molekül- lı değiliz. Kopan eller, ayaklar maalesef ye- hastalık, farklı kanserler ve tabii ki ölüm leridir. RNA alfabesindeki harfler ise ade- niden yapılamıyor. Rejenerasyon deni- kaçınılmaz olacaktır. nin, guanin, sitozin ve urasildir. İki alfa- len bu olgu insanda çok sınırlı. Dokunun be arasında bir harf farkı var. DNA’da ti- mimarisine sadık kalınarak aslına uygun Tüm bu nedenle DNA’da çok etkili bir min varken RNA’da urasil bulunur. Urasi- onarım vücudumuzda sınırlı bölgelerde onarım mekanizması görev yapar. Yapı- lin DNA’da bulunmaması büyük bir şans. etkin. Ancak rejenerasyon yok diye de, za- lan çalışmalarda, bu onarım mekanizma- Eğer bulunsaydı çok büyük sorunlar- rar gören dokular kaderleriyle baş başa bı- sının en az 130 farklı genin katıldığı, çok la karşı karşıya kalırdık. DNA’daki sitozin rakılmıyor, onarılıyor; fakat çoğunlukla organize bir sistem olduğu anlaşılmıştır. işlevsel dokularla değil de yamalar (yani bağ dokusu) ile. Onarım sistemi farklı mekanizmalar aracılığıyla bizleri düzensizliğe, dağılmaya yani entropiye karşı korumaya çalışır. Mo- dern tıbbın yapmaya çalıştığı işin özünde de bu sistemlere yardımcı olmak var. Ona- rım sistemi genlerde, proteinlerde, yağlar- da, şekerlerde ve dokularda meydana ge- len hasarı gidermek için farklı yöntemle- re başvuruyor. Genlerin Onarımı Genlerimiz, tüm yaşamımız boyun- Kalbimizde meydana gelen doku ölümü ne yazık ki orijinal doku ile onarılamıyor. Ancak yama (bağ dokusu) yapılabiliyor. ca korumamız gereken en değerli hazine- miz. Tüm moleküllerimizin, hücrelerimi- zin, doku ve organlarımızın mimari proje- leri genlerimizde saklı. Hücre bölünmesi sırasında genlerin kopyasının çıkarılması ve yeni hücreye aktarılması gerekir. Gen- lerimizi oluşturan DNA küçük bir mole- kül değil, devasa bir zincir. Kopyalama sı- rasında yanlış moleküllerin zincire takıl- ma riski her zaman var. Bu nedenle çok iyi çalışan, etkin bir kontrol mekanizma- sına gereksinim var. Sentezi gerçekleştiren enzimlerle birlikte, kontrol ve onarım me- 63

Biyolojik Onarım DNA’dan farklı olarak, proteinler sen- rumda her bir proteinin yapısını tanıyan tez sırasında değil tüm işlemler bitince ve bozuk yapıyı düzeltecek binlerce pro- kendiliğinden ya da bazı besinlerdeki nit- kontrol ediliyor. Sentezlenen proteinler teine gereksinim var. Böyle bir bakım ve rözaminler adı verilen bileşiklerin etkisiy- görev yapacakları yerlere gönderilmeden onarım sisteminin sorunsuz çalışması ise le urasile dönüşür. DNA’da urasil bulun- önce kalite kontrolünden geçer, yeterli bu- pek kolay değil. O nedenle proteinlerde madığı için bu değişim DNA kontrolü ve lunmayan proteinler onarılmak yerine yı- bir sorun olduğunda onarılmak yerine ge- onarımını yapan sistemler tarafından fark kıma gönderilir. nellikle yıkılıyorlar. Ancak bu proteinlerin edilir ve gerekli düzeltmeler yapılır. Eğer hiç onarım görmediği anlamına gelmez. DNA’da urasil bulunsaydı, onarımı yapan Kök hücrenin elektron mikroskobik görünümü. Örneğin oksidasyonun neden olduğu ya- proteinlerin bu değişimi algılaması kolay Kök hücreler diğer hücre tiplerine dönüşebiliyorlar. pısal değişimler kısmen de olsa onarılır. olmaz, mutasyonlar kalıcı olurdu; bu du- rum da kanser dâhil çok sayıda hastalığı Protein sentezi çok fazla enerji gerekti- Lipitler ve başka moleküllerde de ona- beraberinde getirirdi. ren bir işlem ve yüzlerce farklı molekülün rım yerine yeniden yapım tercih edilir. Bi- işbirliği ile gerçekleştiriliyor. İşlev görme- reysel moleküllerin yanı sıra, onarım sis- DNA’nın tamir mekanizmasının bo- yen, yanlış sentezlenen proteinler onarıl- teminin en çok uğraştığı alanların başın- zulması, hücre için de sonun başlangıcı- mak yerine hücre içindeki ilgili birimler- da doku hasarı gelir. dır. Bazen onarımı gerçekleştiren protein- de (lizozomda ya da proteozomlarda) yı- lerde çeşitli mutasyonlara bağlı yapısal de- kılıyor ve amino asitleri genel kullanıma Dokularda Onarım ğişimler olabilir ve bu durum DNA’nın et- sunuluyor. O zaman şu soruyu sormak la- kin onarımını olumsuz etkiler. DNA ona- zım: Çok zor elde edilen ve enerji maliye- Avcıdan kaçan bir kertenkelenin geride rım mekanizmasının işlevini yitirmeye ti hayli yüksek olan proteinler, bir sorun bıraktığı kuyruğunun hareket ettiğini gör- başlaması genlerde hataların birikmesine olduğu zaman neden onarıma alınmıyor müş ya da duymuş olabilirsiniz. Avcı hare- neden olur. Sonuçta çok sayıda işe yara- da yıkılmak üzere ilgili birimlere gönderi- ket eden kuyrukla ilgilenirken kertenkele maz ya da zararlı protein sentezlenir. Da- liyor? Bu sorunun yanıtı yine proteinlerde uzaklaşıp canını kurtarmıştır. Kertenkele ha da önemlisi işlevsel olan esas protein- gizli. DNA ile karşılaştırıldığında protein- için kuyruk kaybının pek endişe edilecek ler sentezlenmez. Yani nereden bakarsa- lerin yapısı daha karmaşık. DNA’nın mo- bir yanı yok. Biri gider diğeri gelir. Ömür nız bakın, tam bir kaos ortamı oluşur. lekül olarak belli bir mimarisi var ve bir- boyu kuyruksuz gezmeyecek, bir süre son- birini tamamlayan iki zincirden oluşuyor. ra yeni bir kuyruk eskisinin yerini alacak. Proteinler, lipitler (yağlar) ve karbon- Zincirlerin eşleşmeleri de rastgele değil Ancak biz insanlar ne yazık ki kertenke- hidratlar (şekerler) için DNA’da olduğu belli kurallara göre gerçekleşiyor. Bu ne- leler kadar şanslı değiliz. Kolumuzu ya da kadar etkin bir kontrol ve onarım sistemi denle DNA’daki bozuklukları tanımak ve bacağımızı kaybettiğimiz zaman yenisine yok. Bu moleküller için kontrol ve onarım onarmak nispeten kolay. Ancak protein- sahip olmamız pek de kolay değil. daha dar kapsamlı. ler için aynı şeyleri söylemek zor. On bin- lerce farklı proteinimiz var ve her birinin Doku onarımı moleküllerin onarımın- Proteinlerde Onarım kendine has üç boyutlu bir yapısı var. Pro- dan çok daha karmaşık bir olay. Çok sa- teinlerin geometrik yapıları onların kim- yıda hücrenin ve onların haberleşmesini Protein ailesinin tüm fertleri sürekli likleridir ve en ufak bir değişiklik işlevle- sağlayan yüzlerce farklı molekülün katıl- çalışır, sözlüklerinde “mola” sözcüğü yok- rini tamamıyla ya da kısmen kaybetmele- dığı dev bir organizasyon söz konusu. Tıp- tur. Hiçbiri de depolanmak üzere sentez- rine neden olabilir. Çeşitliliğin fazla olma- kı bir binanın inşaatı gibi önce hasarlı böl- lenmez. Kuşkusuz onlar da yıpranır ve sı onarımı son derece güçleştiriyor. Bu du- ge temizlenir, temel atılır, daha sonra taş- zamanla yapısal ve işlevsel bütünlükleri- lar üst üste konularak duvar örülür ve son ni kaybederler. Onların da onarıma ihti- olarak inşaatın etrafı temizlenir. Bu basa- yaçları var, ama işin aslı sanıldığı gibi de- makların tümünü doku onarımında da ay- ğil. DNA’nın bakım ve onarımından, ya- nen görürüz. Onarım bir iki saat içinde bi- ra iyileşmesine ve doku onarımına kadar ten bir iş değil; günler, haftalar hatta ay- tüm süreçlerin başrol oyuncusu olan pro- larca devam ediyor. Onarımda görev alan teinler, sıra kendilerine gelince bir o kadar hücreler geceli gündüzlü durmadan çalışır. başarısızlar. Tıpkı “terzi söküğünü dike- Kendi aralarında çok iyi organize olmuş mez” atasözünde olduğu gibi. Yanlış sen- bir iletişim sistemleri vardır. Hücreler san- tezlenen, yanlış katlanan, başka enzimle- ki birbirleriyle konuşur; özel moleküller rin saldırısına uğramış veya başka bir ne- sayesinde kendi aralarında sürekli mesaj- denle işlevini kaybeden proteinler ne ya- laşırlar. Bunlar çoğunlukla büyüme faktör- zık ki her zaman onarım sürecine alın- leri ve sitokinler denilen haberleşme mole- maz. Onarılan DNA miktarı ile karşılaş- külleridir. Eğer bir hücre diğer bir hücre- tırılamayacak kadar az miktarda protein yıprandığı zaman onarılır. 64

>>> Bilim ve Teknik Ekim 2012 ye mesaj yollamak istiyorsa öncelikle me- dumuzu içeriden ve dışarıdan saran epitel Çizgili kaslarımız yani iskelet ve kalp sajın amacına uygun bir molekül sentez- dokular ve kemik iliği hücreleri. Bu doku- kasları yenilenemeyen dokular arasında ler ve bunu diğer hücreye gönderir. Mesa- ların şanslı oldukları nokta kök hücre yö- yer alır. Bu dokularda hasar meydana gel- jı alan hücre gerekeni yapar. Sessiz bir hüc- nünden zengin olmalarıdır. Kendilerini diğinde hücre bölünmesi olmayacağı için re ise bölünmeye başlayabilir ya da özel bir yenileme yetenekleri içerdikleri kök hüc- orijinal doku yerine ancak yama (bağ do- protein üreterek onarım için malzeme sağ- relerden kaynaklanır. ku) ile onarım yapılır. Yani çizgili kas hüc- lamaya çalışır. Böylece hücrelerarası işbir- releri çoğalarak hasarlı bölgeyi onaramaz. liği ile hasarlı doku onarılır. Sessiz dokular, normal koşullarda de- Keşke onarabilselerdi; o zaman kalp krizle- ğil ancak gerektiğinde bölünen hücre- ri sonrası oluşan, doku ölümüne bağlı kalp Vücudumuzdaki her hücre kendi ala- lerden oluşur. Yani bu dokuları oluştu- yetmezlikleri belki daha az olurdu. Onarı- nında uzman. Ancak ileri düzeyde uz- ran hücreler iş başa düşmeyince bölün- lan bölgedeki yamalar normal dokunun iş- manlaşma hücrelerin kendilerini kopya- mez. Eğer dışarıdan bir uyaran gelirse ve levini yerine getiremez. Adı üstünde bun- lama yeteneklerini de önemli oranda kı- bu uyaran hücrelerin çoğalmasını gerek- lar birer “yama”. Kalp kasındaki doku ölü- sıtlamış, her doku kendini yenileyemiyor. tiriyorsa o zaman hücreler bulundukla- münü takiben oluşan yama, kasılma işlev- Peki, hangi dokularda yenilenme yeteneği rı sessiz durumdan çıkıp bölünmeye baş- lerine katılamaz, daha da önemlisi normal var, hangilerinde yok? Yenilenme yetene- lar. Karaciğer, pankreas, böbrek ve düz kas kas dokusunun kasılmasını da olumsuz ği bakımından dokuları üç gruba ayırabili- hücreleri bu gruptadır. Karaciğer her biri- yönde etkiler. Bu alanda bizden daha şanslı riz: Yenilenebilen dokular, ancak bir uyarı- ne lob denilen iki büyük parçadan oluşur. olan canlılar var. Örneğin küçük zebra ba- cı olduğunda yenilenebilen sessiz dokular Bu loblardan biri alınınca diğer lobdaki lıkları, kalp kaslarını yeni hücrelerle onara- ve yenilenemeyen dokular. hücreler çoğalarak eksilen lobun açığını biliyor ve onarılan bölgedeki kalp kası ori- kapatır. Sağlam bir bireyden alınan bir lob jinal kalp kası gibi kasılmaya devam ediyor. Yenilenebilen dokular, sürekli bölünen bir hastaya nakledilebilir. Bu sayede binler- hücrelerden oluşur. Onarım konusunda ce hastaya karaciğer nakli yapılmaktadır. Onarım konusunda elimiz kolumuz en şanslı olanlar onlardır. Özellikle vücu- bağlı mı? Elbette hayır. Bizler hasarlı kalp kaslarını orijinal doku ile onaramıyoruz, ancak bu durum hiçbir şey yapamadığı- mız anlamına gelmiyor. Antibiyotiklerle bağışıklık sistemine güçlü destek sağlama- yı başarmış bilim insanları, cerrahi yön- temler, kök hücreler ve nanoteknoloji ile onarım sistemine yine destek sağlıyor. Gelecekte nanorobotlarla DNA onarımı yapılarak çok sayıda kalıtsal hastalık ortadan kaldırılabilecektir. Cerrahi Onarım Rejenerasyon konusunda kertenkele- ler kadar şanslı değiliz, ancak cerrahi yön- temler imdadımıza yetişiyor. Kopan bir organ, örneğin el, kol, bacak, ayak yeni- den yerine takılabiliyor. Yanık ya da baş- ka nedenlerle yüzünde ciddi hasar oluşan kişilere yüz nakli yapılabiliyor. Kırılan ke- mikler uç uca getirilerek iyileşmeleri sağ- lanabiliyor. Gerektiğinde metallerle des- tek veriliyor. Çeşitli nedenlerle işlevini yi- tiren yaşamsal organların (karaciğer, böb- rek, kalp) yerine sağlam olanları takılabili- yor. Ancak organ nakillerinde son elli yıl- da çok büyük ilerleme kaydedilmiş olma- sına rağmen, organ temini ve bağışıklık sorunları gibi temel sorunlar hâlâ çözül- müş değil. Bu alanlarda köklü değişim ge- tirecek arayışlar devam ediyor. Ufukta kök hücreler var. 65

Biyolojik Onarım <<< ların üretilmesi mümkün olabilecek. Son yıllarda yapılan çalışmalarla, embriyo dö- neminde organların konumunu kont- rol eden genler belirlenmiş. Şimdi sıra bu genlerin etkinliğinin kontrol edilmesinde. Gelecekte, ihtiyaç duyulduğunda kullanıl- mak üzere, kendi organlarımızı yedekleme imkânına sahip olabileceğiz. Ancak bunun için biraz sabretmeliyiz. Nanorobotlarla Onarım DNA’daki bozuk yapıların onarımı, çok sayıda proteinin işbirliği ile gerçekleştiriliyor. Cerrahi yöntemlerle yapamadığımız pek çok şeyi yakın bir gelecekte nanoro- Kök Hücreler ve Hayvan çalışmalarında retinadaki yıkıma botlarla yapma imkânına sahip olacağız. Doku Mühendisliği bağlı görme kaybında kök hücre tedavisi- Onarılması gereken bölgelere nanorobot- nin olumlu sonuç verdiği gösterilmiş. Ben- lar gönderebileceğiz. İstenilen bölgeye gi- 21. yüzyılın belki de en parlak bilim- zer çalışmalar kalp kası onarımı için de yü- den nanorobotlar kendilerine verilen gö- sel gelişmeleri kök hücre araştırmaların- rütülüyor. Ancak bu uygulamaların riskle- revi yaparken bizler de olup bitenleri göz- da yaşanıyor. Kök hücreler potansiyel ola- ri de var. Eğer kök hücreler hasarlı dokuya lemleyebileceğiz. Nanorobotlar örneğin rak diğer hücrelere dönüşebilme yeteneği- yerleşmezlerse kanser oluşumuna neden kanserli bir dokunun olduğu bölgeye gi- ne sahip oldukları için doku onarımında olabilirler. O nedenle kök hücre çalışmala- dip kanserli hücreleri yok edebilecek, tıka- çok şey vaat ediyorlar. Kök hücrelerin sa- rı son derece dikkatli ve adım adım yürü- lı kılcal damarları açabilecek. dece sürekli bölünen dokularda bulundu- tülüyor. Kök hücre araştırmacılarının he- ğu sanılıyordu, ancak yapılan çalışmalar defi, kalıcı hasarı olan dokuları kök hücre Günümüzde araştırmacılar, nanorobot sessiz hücrelerin bulunduğu dokularda, enjeksiyonuyla tedavi edebilmek. yapımında kullanmak için sert malzemeler hatta hücrelerin bölünmediği düşünülen yerine esnek, dayanıklı ve ortam sıcaklığı- sinir sistemi gibi yerlerde de kök hücreler Organ nakillerinde en etkili çözüm ki- na bağlı olarak şekil değiştirebilen malze- olduğunu gösterdi. Doku onarımı için bu şiyle bire bir uyumlu yeni organların üre- meler geliştirmeye çalışıyor. Tıpkı kanımız- hücrelerin bir şekilde harekete geçirilme- tilmesi. Bu alanda doku mühendisliği ve daki alyuvarlar ve akyuvarlar gibi. Bu hüc- si gerekiyor. kök hücre araştırmaları ön plana çıkıyor. reler dar bir alandan geçerken kolaylıkla Kök hücrelerden üretilmiş organlar ne- şekil değiştirebiliyor, bu geçişler sırasında Hayvan ve sınırlı sayıda insan çalış- redeyse laboratuvarlardan çıkmak üzere. zarar da görmüyorlar. Şekil değiştirmek ge- masında hasarlı dokuların kök hücrelerle Örneğin kıkırdak doku üretme çalışmala- rektiğinde başvurdukları yöntemlerden bi- onarılabildiği gösterildi. Ancak bu çalış- rı başarılı oldu. Kök hücrelerden doku üre- ri. Geleceğin nanorobotları büyük olasılık- malar henüz geniş insan kitlelerini kapsa- timi için uygun ortam olması şart. Bunun la dışarıdan kumanda edilen hücre benzeri yacak düzeyde başarı sağlayabilmiş değil. için öncelikle tamamen hücrelerden arın- yapılar olacak; son derce donanımlı, orga- Yol açılmış durumda ve tünelin sonun- dırılmış doku iskeleti gerekli. Yani içinde nizma ile uyumlu ve işlevsel yapılar. daki ışık da görünüyor, fakat yolun halka dokunun işlevsel hücrelerinin olmadığı is- açılması için biraz daha çalışmak gereki- kelet. İşte bu iskelet içine yerleştirilen kök Sonuç olarak doku onarımında kerten- yor. Kök hücre uygulamasının başarısı sa- hücreler çoğalarak dokuyu oluşturuyor. İs- kele ya da küçük zebra balıkları kadar ba- dece hasarlı dokular için değil işlevini yi- kelet, kök hücrelerin oluşturacağı yapının şarılı değiliz, ama sahip olduğumuz beyin tiren ya da işlevi azalan dokular içinde ge- mimari projesi işlevini görüyor. Gelecek- ve onun ürünü olan teknolojik gelişmeler- çerli. Örneğin erkek tipi saç dökülmesin- te doku iskeleti olmadan da orijinal doku- le onlardan daha başarılı olacağımız gün- de kök hücreler büyük umut vaat ediyor. ler pek uzak değil. KKraayfntsa,kKla.Pr., “Tissue repair, the hidden drama”, Organogenesis, Cilt 6, Sayı 4, s. 225-233, 2010. Costa, V., Quintanilha, A., Moradas-Ferreira, P., “Protein Oxidation, Repair Mechanisms and Proteolysis in Saccharomyces cerevisiae”, IUBMB Life, Sayı 59, s. 293-298, 2007. Banavara, J. R., Cieplak, M., Hoang, T. X., Maritan, A., W“NFaaitrnisogtn-,paKrli.AnCcc.ia,pdHleeemslmdyesos,figJS.ncAioe.,nfCcnehasna, nSoagmy, ıaHc1.h0Yi6n.,,es“s.R”6,e9Pg0reo0nc-ee6er9ad0tii3no,gn2s,0o0f9th. e repair and remembering identity: the three Rs of Hox gene Hexapgrhesigsihoant”,,LT.r,e“nRdesgiennCerealtliBveiomlogeyd,icSianyeı 19, s. 268-275, 2009. repairs mice from top to toe”, Nature News, 18 Nisan 2012. 66

Yayın Dünyası Oysa hem kendi ekonomi yönetimimiz, hem İlay Çelik de ülkemizdeki ekonomik durumları daha iyi ran ayında TÜBİTAK Popüler Bilim Kitapları ta- Kolay Ekonomi anlayabilmemiz ve doğru politikaları destek- rafından yayımlandı. Neden Dünyayı Önemse- leyebilmemiz için ekonomiyi biraz daha iyi meliyim? adlı kitap, yaşanabilir bir gezegen ola- Dr. Mahfi Eğilmez anlamamız önem taşıyor. Şimdiye kadar eko- rak Dünyamızın karşı karşıya olduğu tehlikeler Remzi Kitabevi, 2012 nomi konusunda çeşitli düzeylerde çok sayı- konusunda, küçük okurlarımız için temel dü- da eser vermiş bulunan iktisatçı Dr. Mahfi Eğil- zeyde bilgiler ve bireyler olarak bu tehlikeler- Ekonomi hepimizi doğrudan ilgilendiren, mez, şimdi de ekonominin temel kavramlarını le savaşmak için yapabileceklerimiz konusun- günlük hayatımızdaki hemen hemen her en basit şekilde anlattığı bir popüler bilim/ge- da öneriler içeriyor. şeyle ilintili bir alan. Ancak bir o kadar da anla- nel kültür kitabıyla “Artık ekonomiden bir şey- şılamayan ve uzmanlara bırakılan bir alan. Pek ler anlamak istiyorum!” diyenlere hitap ediyor. Kitapta enerji krizleri, küresel ısınma, hava azımız temel ekonomi kavramlarından, ga- Eğilmez’in Remzi Kitabevi’nden bu yıl içinde çı- kirliliği, çöp yönetimi, geri dönüşüm, su kıtlığı, zetelerdeki ve televizyonlardaki ekonomi yo- kan Kolay Ekonomi adlı kitabı, ekonominin en gıda sorunları, yaban hayat üzerindeki tehdit- rumlarını anlayabilecek kadar haberdarız. Bel- temel kavramlarını, yer yer sözü geçen konu- ler gibi küresel çevre sorunları konusunda te- ki de bunun bir sebebi okullarda verilen ders- da ülkemizle ilgili yorumlar da içeren, kısa basit mel bilgiler rengârenk sevimli çizimler eşliğin- lerde ekonomi kavramlarının yer almaması. anlatımlarla sunuyor. de sunuluyor. Ayrıca bireyler olarak her bir so- runun çözümüne ilişkin günlük hayatımızda Dr. Mahfi Eğilmez: İstanbul doğumlu yazar Ankara Üni- Yazar kitabın ilk kısmında gayrisafi yurti- yapabileceklerimiz konusunda öneriler de yer versitesi Siyasal Bilgiler Fakültesi’nden ekonomi ve ma- çi hâsıla, bütçe, maliye ve para politikaları, cari alıyor. liye lisansı, Gazi Üniversitesi’nden “Kamu İktisadi Teşeb- açık, ekonomik büyüme ve enflasyon da dâhil büslerinin Finansmanı” başlıklı teziyle kamu maliye- olmak üzere makroekonominin en temel on Kitabın daha sürdürülebilir yaşam tarzları si doktorası aldı. Uzun yıllar çok sayıda kamu görevinde dört kavramını kısa ve basit biçimde anlatı- benimsemiş nesiller yetişmesine katkıda bu- bulundu. Kamu hizmetinden Hazine Müsteşarı iken isti- yor. Bunlar kitabın geri kalanında anlatılanla- lunmasını umuyoruz. fa ederek ayrıldı. Özel kesimde çeşitli finans kuruluşların- rın anlaşılması için de gerekli bilgiler aynı za- da yönetim kurulu başkanlığında ve üyeliklerinde bulun- manda. İkinci kısım ise ekonomiyle ilgili biraz “Bu kitap tamamıyla, gezegenimizde yo- du. 2006 yılında bütün görevlerinden ayrıldı. 1998 yılın- daha ayrıntılı bilgi içeriyor. Üçüncü bölüm ya- lunda gitmeyen şeyler, bu şeyler konusunda da Yeni Yüzyıl gazetesinde başladığı köşe yazarlığını Ra- zarın Twitter’da yayımladığı, ekonomiyle ilgili yapılması gerekenler ve senin bu konuda na- dikal gazetesinde sürdürdü. 2007-2012 yılları arasında biraz da esprili yorumlarını ve ifadelerini içeri- sıl yardımcı olabileceğin hakkında.” aylık CNBCe Business dergisinde köşe yazıları yazdı. 2001 yor. Son bölümse kitapta geçen tanımlamala- yılında İstanbul Bilgi Üniversitesi’nde başladığı öğretim rın bulunduğu ufak bir sözlükten oluşuyor. Susan Meredith: Çocuk ve genç yetişkin kitapları ya- üyeliği görevini Kadir Has Üniversitesi’nde verdiği Ekono- zarı ve editörü. Yayımlanmış eserlerinden bazıları: Vü- mi Politikası dersiyle sürdürüyor. NTV ve CNBCe televiz- Kolay Ekonomi’nin geniş kitlelere ulaşması- cudunuz ve Siz (çeviri, TÜBİTAK Popüler Bilim Kitapla- yonlarında yorumculuk yapıyor,Hitit tarihi üzerine çalış- nı ve ekonomiye ilişkin olgular ve olaylar konu- rı, 1993), Gece Hayvanları (çeviri, TÜBİTAK Popüler Bi- malar yapıyor ve yazılar yazıyor. Hitit uygarlığının tanın- sunda farkındalık oluşmasına katkıda bulun- lim Kitapları, 2010), Bana Bir Şeyler Oluyor! Ergenlik Di- masına yaptığı katkılar nedeniyle Çorum ve Hattuşa (Bo- masını diliyoruz. yorlar... (Kızlar) (Sıfıraltı Yayıncılık / Çocuk Kitapları Dizi- ğazkale) belediyelerince fahri hemşerilikle ödüllendiril- si, 2011), Neden Geri Dönüştürmeliyim? (çeviri, TÜBİTAK di, Türk Eskiçağ Enstitüsü’ne muhabir üye olarak seçil- Neden Dünyayı Önemsemeliyim? Popüler Bilim Kitapları, 2012). di.Yayımlanmış on iki kitabı ve çok sayıda makalesi var. Susan Meredith Çeviri: Yalçın Arslantürk TÜBİTAK Popüler Bilim Kitapları, Haziran 2012 Sınırlı kaynaklara sahip Dünya’da yaşamın devam edebilmesi için bu sınırlı kaynakla- rın sürdürülebilir biçimde kullanılması gereki- yor. Gezegenimizde sürdürülebilir bir yaşam kurmamızsa, tek tek bireysel yaşam tarzları- mızı değiştirmemizi gerektiriyor. Ancak bunu yapmak pek de kolay değil. Çünkü yerleşmiş yaşam biçimlerimiz ve kültürlerimiz ve bunla- ra uygun olarak oluşturduğumuz sistemler, ay- rıca kolay kolay değiştiremediğimiz alışkanlık- larımız bunu zorlaştırıyor. Ancak yeni nesillerin sürdürülebilir yaklaşımları ve yaşam tarzlarını benimsemesi çok daha kolay sağlanabilir. Bu- nun için de sürdürülebilirlik bilincinin özellik- le küçük yaşlardan itibaren oluşturulması çok önemli. Bu amaca hizmet edebilecek çocukla- ra yönelik bir kitabın çevirisi geçtiğimiz Hazi- 67

Türkiye Doğası Dr. Bülent Gözcelioğlu Jeoloji IhlaraKanyon Tipi Vadi 68

Bilim ve Teknik Ekim 2012 [email protected] Günümüzden yaklaşık 5 milyon önce, bugün Kapadokya’nın olduğu bölgede irili ufaklı göl çanakları vardı ve volkanik etkinlikler sürüyordu (Melendiz, Hasandağ volkanları). Bu dönemde yarı kurak ama aynı zamanda sağanak şeklinde bol yağışlı evreleri olan bir iklim hüküm sürüyordu. Daha sonra, 3 milyon yıl önce, göller iklimin de etkisiyle akarsu havzalarına dönüştü. Bu sırada volkanlardan çıkan lavlar akarsu yataklarını doldurarak çevreye yayıldı. 2 milyon yıl önce ise Kuvaterner dönemin başlangıcında oluşan yeni bir akarsu sistemi bu son volkanik örtünün yüzeyini aşındırmaya başladı. Akarsularla birlikte tektonik hareketlerin de etkisiyle bölgede derin vadiler oluştu. Bunlardan en iyi bilineni Ihlara Vadisi’dir. Ihlara Vadisi’nin içinden Melendiz çayı geçer. Bu akarsu, Kuvaterner dönemde tektonik yükselme evreleri sırasında, bol yağış sayesinde vadiyi hayli dik ve derin kazmıştır. Böylece kanyon tipi bir vadi oluşmuştur. Vadinin dik yamaçları genellikle tüf kayaların ve genç bazalt lavların aşındığı yerlerde gelişmiştir. Akarsuyun yatağını genişletmesi sırasında vadinin alt tarafında aşınan dik kayalar, sütunlar biçiminde vadinin içine doğru düşer. Ihlara Vadisi’nin duvar gibi dik olan kaya yamaçları kilometrelerce uzunluktadır. Derinliği bazı yerlerde 100 metreye ulaşan vadi, üst tarafındaki platonun içine oyulmuş kuytu bir oluk gibidir. Fotoğraf: Dr. Bülent Gözcelioğlu Ihlara vadisi / Kapadokya Kaynak Atiker, M., Kayacılar, C., Ozaner, S., Kapadokya Yöresi’nin Bilimsel Eğitim Amaçlı Kullanımı Projesi, TÜBİTAK ÇAYDAG 106Y112, 2007. 69

Kadir Demircan Çözülen Saç Masal kahramanı Rapunzel’in uzun saçları prensi yakalatmıştı. Saç üzerinde yapılan çalışmalar hem günümüze hem geçmişe ait birçok davanın çözümüne yardımcı oluyor. Saç artık suçluyu ele veren güçlü bir delil, güvenilir bir biyolojik veri. Saçlar bize şöyle sesleniyor: Tanınmaktan kaçamazsınız! Peki Rapunzel’in prensini yakalatan saçlar bizi nasıl ele veriyor? “Cinayet işlerim ama yakalanmam!” Saç neden önemli bir delil? Adli tıpta saçın delil olarak kullanılmasının yakla- Vücudumuzda 230 tür hücre var. Saçlarımız da şık 200 yıllık bir geçmişi var. 1800’lü yıllarda bu ko- hücrelerden oluştuğu için saçlarımızdan ve kılları- nuyu ele alan eserler yayımlanmış, aynı dönemde mızdan DNA ve mitokondri DNA’sı elde edilebilir. saç analizleri ile çözülen olaylar olduğu da biliniyor. Suçlu hiç farkına varmadan, örneğin kurbandan ala- Böyle olaylardan biri İngiltere’de yaşanmış. 2 Ağus- bileceği darbeler sonucu başından birkaç tel saç olay tos 1951’de 48 yaşında bir kadın olan Mable Tat- tershaw, Nottingham yakınlarındaki kırsal alanda yerinde kalabilir. Saçımızda bol miktarda keratin ölü bulundu. Zanlı Leonard Mills, kusursuz bir (Latincede “boynuz” anlamına gelir, tırnakları- cinayet işleyip geride iz bırakmadığını düşü- mıza da dayanıklılığını veren bu proteindir) bu- nüyordu. Hatta kendinden o kadar emin- di ki 9 Ağustos’ta polisi arayarak bir ceset lunur. Çevresel etkenlere dayanıklı olan saç bulduğunu söyledi. Çünkü üzerinden bir uzun süre bozulmadan kalabilir, kişiye özel hafta geçmiş olmasına rağmen cinayet- olduğu için de suçlu tespitinde çok işe ya- ten kimsenin haberi yoktu, Mills dışın- rayan bir delildir. Suçlu olay mahallinde- da kimse kadına ne olduğunu bilmiyor- ki delilleri ortadan kaldırmaya uğraşsa da du. 25 Ağustos’ta 19 yaşındaki tezgâhtar dökülmüş olabilecek saçlarını bulup topla- Leonard Mills tutuklandı. Kurbanın giy- yamaz. Suçluya ait bir kıl veya saç parçası silerinde yapılan inceleme sonucu bazı olay yerinde veya kurbanın giysilerinde ka- saç telleri bulundu. Adli tıp laboratuva- labilir. Siz “ben suçlu değilim” diye bağır- rına gönderilen saç tellerinin mikros- sanız da, kıllar “suçlu sensin” diye haykıra- kopla incelenmesi sonucunda Mills’e ait oldukları belirlendi. Yani saç tel- Kıl ve çeşitleri leri sayesinde dava çözüldü ve katil Aralık 1951’de idam edil- İnsan vücudunda, hücrelerimizdeki mikrokıllar di. Bu olay ne ilkti, ne de son. hariç, ortalama 5-6 milyon kıl bulunur. Kıl me- Suç bilimi tarihinde uzman- meli canlıların çoğunda derideki kıl foliküllerinin lar bu tür vakalarla karşılaşma- tabanından gelişen, keratin proteininden oluşan ya devam ediyor. Şu bir gerçek ki sert bir yapıdır. Adli uzmanların delil olarak kul- saçlar çözüldükçe gizemli dosya- landığı saç tellerinin çapı, kişiden kişiye farklılık lar da çözülüyor. İnsan merak edi- gösterir. Çapı 0,05-0,09 mm arasında olan saç te- yor: Küçük bir saç teli adaletin yeri- li, derinin en dış tabakası olan epidermisten çı- ni bulmasına nasıl yardım ediyor? kar. 1 santimetreye 100-200 saç teli sığar. Taktil Rabia Alabay

>>> Bilim ve Teknik Ekim 2012 bilir. Örneğin 1990’larda meydana gelen kullandığımızı da saçlarımız söyleyebi- da çinko, bakır, fosfor gibi çeşitli metalle- bir olayda, iki kişinin katili bir türlü bu- lir. Çünkü bu maddeler saçlarda depola- re ihtiyaç duyarız. Metallerin fazlalığı veya lunamamaktadır. Olay yeri incelemesin- nıyor. Bazı tarihi olayların aydınlatılma- azlığı sağlık için tehlikeli olabilir. Bu mad- de bulunan iç çamaşırındaki kanlar katil- sında da saçlar işe yarayabilir. Bilindiği delerin saçlarda aranması cinayet vakala- lere aittir. Dava çamaşırda bulunan küçü- gibi Waterloo Savaşın’da İngilizlere yeni- rının çözülmesini sağlayabilir. Saçlar adli cük bir kıl sayesinde çözülür. Kılın, suçlu- len Napoléon 1821 yılında sürgünde ol- toksikolojide bir hafıza gibi iş görür. İnsan luğu o zamana kadar ispatlanamayan şüp- duğu Saint Helena Adası’nda öldü. Gas- saçı ayda ortalama 1 cm büyüdüğüne gö- heliye ait olduğu tespit edilerek dava ka- trik ülser sonucu öldüğü düşünüldü. Ama re 6 cm’lik bir saç teli bize kişinin son 6 ayı patılır. Kökü olan bir saç teli çok işe ya- 1955’te uşağının günlükleri yayımlanın- hakkında bilgi verir. Neden? Çünkü ağır rar, çünkü DNA saçın kök hücresinde bu- ca Napoléon’un arsenik zehirlenmesinden metallerin vücuttan atılma yollarından bi- lunur. Saç kökünden DNA elde edilerek ölmüş olabileceği açıklandı. 180 yıl sonra, ri de saçlardır. Saç örneklerinde ağır metal kimliklendirme yapılabilir. Yani “bu saç 2001 yılında Strasbourg Adli Tıp Enstitü- analizi yapılması artık rutin hale gelmiştir. teli bu kişiye aittir” denilebilir veya DNA sü Napoléon’un saçlarında normalden 38 Radyasyon, uyuşturucu, gıda katkı mad- analizi ile akrabalık derecesi ortaya ko- kat fazla arseniğe rastlayınca zehirlenmiş deleri, böcek ilaçları, arsenik gibi zehirler yulabilir. Kök yoksa şafttan mitokondri olabileceği şüphesi güçlendi. 2002 yılın- ve başka bazı maddeler saç analizi ile orta- DNA’sı (mtDNA) elde edilerek de kimlik- da ise başka bir grup Napoléon’un 1805, ya çıkarılabilir. Örneğin bir kişi uyuşturu- lendirme yapılabilir. Saçlarda bol miktar- 1814 ve 1821 yıllarına ait saç örneklerini cu aldıktan sonra idrarında ve kanında o da mitokondri olduğu için yeterli miktar- inceledi. Hepsinde arsenik değerleri anor- madde kısa süreliğine bulunur, ama saçla- da mtDNA elde edilir (bkz. “Buzdaki Kol”, maldi. Demek ki Napoléon’un vücudun- rında aylarca kalabilir. Organofosfat (bö- “Titanik’in Meçhul Bebeği”, TÜBİTAK Bi- daki arsenik değerleri daima normalden cek ilaçları, tarım ilaçları ve sinir gazla- lim ve Teknik, Mart 2012 ve Mayıs 2012). yüksekti, dolayısıyla arsenik zehirlenme- rında bulunan kimyasal maddeler) zehir- Yani tek bir saç kılı analiz edilerek, saçın sinden ölmüş olamazdı. Ama tartışma- lenmelerinde de saç analizleri faydalı bil- sahibinin kim olduğu tespit edilebilir. lar hâlâ devam ediyor. Küçük bir kıl, bir giler verebilir. Organofosfatlar II. Dünya saç teli, gözle zor görülecek bir tüy adli bir Savaşı’ndan beri biyolojik silah olarak kul- Zehir arşivleri olayın aydınlatılmasında detektiflere yar- lanılmıstır. Hatta 1995 yılında Tokyo met- dımcı oluyor. Saçtan elde edilen DNA suç- rosunda yapılan terörist saldırıda organo- Saçlar bir kişinin zehirlenip zehirlen- luyu ele verirken, saçın kimyasal analizleri fosfat olan sarin gazı kullanılmıstır. mediği hakkında da bize bilgi verir. Bir ki- ile uyuşturucu ve arsenik gibi zehirli mad- şinin uyuşturucu madde, örneğin eroin delerin vücuttaki miktarı ve kullanıldıkları Saçta kurşun ve cıva gibi çeşitli mad- kullanıp kullanmadığı hakkında fikir sahi- süre hakkında da bilgi sahibi olabiliyoruz. deler yüksek bulunursa genel olarak diğer bi olunabilir. Saçlar zehir arşivleri gibidir. organlarda da bu maddelerin yüksek ol- Arşivi açıp bakmasını bilirseniz size her Toksikoloji ve saç duğu sonucuna ulaşabiliriz. Bu tür mad- şeyi söylerler. delere kısa süreli maruz kalındığı durum- Saçlar zehirli maddeleri depoladıkları larda idrar ve kan analizi, uzun süreli ma- Zararlı alışkanlıklarımız varsa, ba- için adli toksikolojide vazgeçilmez delil- ruz kalındığı durumlarda ise saç analizi zı zehirleri vücudumuza alıyorsak bun- lerdir. Hücre faaliyetleri için eser miktar- yapılır. Ancak saçta zehir bulunca hemen ların ne olduğunu, ne kadar zamandır de bir karara varmamak gerekir. Bu zeh- ri, kullandığımız bir ilaçtan veya boyadan kıllar, kaba kıllar ve kürk kılları gibi çeşit çe- ve renksiz lanugo kılları, anne karnındaki da almış olabiliriz; tarihi vakalarda ise me- şit kıllar var. Ayrıca doğum öncesi döneme bebekte ortaya çıkarak vücudu kaplar. 1,5 zardaki toprağın yapısı gibi başka pek çok ait lanugo kılları, bunların yerine geçen aydan sonra dökülmeye başlayarak yerle- etken aynı duruma yol açmış olabilir. İyi vellus kılları ve terminal kıllar da var. Tak- rini terminal kıllara ve vellus kıllarına bıra- bir uzman her şeyi temkinle ve sabırla de- til kıllar, bazı hayvanlarda görülen ve algı- kırlar. Vellus kılları yani tüyleri, bazı yerler ğerlendirmeye çalışmalıdır. Acele kararlar lamada kullanılan kıllardır. Bunun en iyi ör- hariç (örneğin dudaklar) tüm vücudu kap- hatalara yol açabilir. neği kedilerin yüzlerindeki uzun kıllardır. layan, yumuşak ve medullası olmayan kıl- Kaba kıllar, hayvanları örten ve koruyucu lardır. Terminal kıllar saçlı deri, sakal ve kaş palto görevi gören post kıllarıdır. Kürk kı- bölgelerinde bulunan ve adli tıpta kullanı- lı, vücudu kaplayarak ısı yalıtımını sağla- lan kıllardır. Bir saç hücresinin ömrü ortala- yan kısa ve ince kıllardır. İnce, medullasız ma 5-6 yıldır. 71

Çözülen Saç Kılın yapısı Detektif olsanız Kıl uzunlamasına kök ve şaft kısım- la ve kütikül arasında kalan ve kılın Diyelim siz bir adli detektifsiniz ve bir eve hırsız larından oluşur. Şaft ise kütikül, kor- ekseni boyunca yerleşmiş olan mik- girmiş. Evin köpeği saldırınca hırsız köpeği yarala- teks ve medulla adı verilen üç kısım- rolifler, boya tanecikleri ve hücre ka- yıp kaçmış. Ama sizin bu detaylardan henüz habe- dan oluşur. Medulla saçın en içteki lıntılarından oluşur. Eumelanin (kah- riniz yok. Eve girdiğinizde ortada bir kan birikinti- tabakasıdır. Kemikteki iliğe benze- verengi-siyah) ve pheomelanin (sa- si gördünüz. İçinde de bir bıçak ve birkaç kıl buldu- tebiliriz. Kemiğin dış kısmını kütiküle rı-kırmızı) adlı pigmentler kortekste nuz. İlk olarak ne yaparsınız? Yapılacak ilk iş kanın benzetirsek, iliği medullaya, ilikle ke- yer alır. Sarı, kumral, siyah ve beyaz ve kılların bir insana mı yoksa hayvana mı ait oldu- mik arasındaki boşluğu da kortekse saç renkleri bu pigmentler sayesin- ğunu tespit etmektir. Yerdeki kan yaralanmış köpe- benzetebiliriz. Medulla çapının kılın de oluşur. Kıl rengi bize Alopesi are- ğin kanı olabilir. Basit bir kan testi kanın bir insa- çapına oranına medulla indeksi de- ata, Kwashiorkor Sendromu ve ba- na ait olup olmadığını gösterir. Kılın anatomik ya- nir. Bu oran insan kıllarında genelde kır eksikliği gibi hastalıklar hakkın- pısı incelenerek de bir insana mı yoksa hayvana mı 0,3’ün altında iken, hayvan kıllarında da bilgi verebilir. Kişi suç işlediğinde ait olduğuna karar verilebilir. Uzmanlar buna ışık 0,3’ün üstündedir. Kütikül kılın en dı- sağlıklı olsa bile sonradan saç rengi- mikroskobunda kılın tabakalarını inceleyerek karar şında yer alan, birbirinin üzerine bin- ni etkileyen bir hastalığa maruz kal- verir. İnsan kılının korteksi kalındır. Pigment mad- miş pulsu yapılardan oluşan, kılı dış mış olabilir. Dolayısıyla saçları ince- deleri küçük granüller halindedir, korteksin çevre etkenlerden koruyan ölü hücreler- lendiğinde farklılık olabilir. Adli ge- kısmına yayılmıştır. Hayvan kılında ise korteks in- den oluşan sert tabakadır. Korteksi netik inceleme yapılacaksa kılın kök- ce bir kat halindedir, büyük pigment granülleri da- koruyan kütikül tabaka, 6-10 kat ha- lü olması gerekir. Çünkü DNA kılın ha çok merkeze doğru yayılmıştır. İncelenen kılın linde birbirlerinin üzerine sarılmış- kök kısmında yer alır. bir insana ait olmadığı tespit edilirse, ikinci aşama- tır ölü hücre kalıntılarından oluşur; da kılın hangi hayvana ait olduğu araştırılır. Geliş- renksiz ve incedir. Korteks ise medul- miş adli genetik laboratuvarlarında kedi ve köpek gibi evcil hayvanların genetik haritaları bulunur, yani DNA analizi ile doğrudan tespit yapılabilir. Antropoloji İnsan kılı mı? Hayvan kılı mı? Tartışmalı olsa da insan ırkları ge- bırakılabilir. Adli tıp tarihinde ben- Bulunan kıl gerçekten“kıl”mı? Sentetik veya bitki lifi nelde üç sınıfta inceleniyor: Beyaz zer şekilde çözülmüş davalar var. de olabilir. Diyelim ki kesin olarak doğal bir kıl; o za- ırk, sarı Asya Mongol ırkı ve siyah 5000-10000 yıl öncesine ait iskelet man da insan kılı mı yoksa hayvan kılı mı olduğu ve ırk. Kılın makroskopik ve mikrosko- kalıntılarından ve saç analizlerin- vücudun neresinden geldiği araştırılır: Baş, koltuk al- pik özellikleri ile ırk tayini yapılabilir. den o kişinin nerede yaşamış olaca- tı, bıyık ve kasık bölgesi gibi. Suç mahallinde kasık Ancak modern dünyada göçler ve ğı ve kimlerden olabileceği tahmin bölgesine ait kıllar bulunması güçlü bir delildir. Suç ırklar arası evlilikler nedeniyle saf bir edilebiliyor. Hatta hangi hastalık- mahallinde her türlü kıl olabilir: Hayvan tüyü, elbi- ırktan bahsetmek çok zordur. Ancak tan öldüğü, zehirlenip zehirlenme- se lifi, oyuncaklardan dökülen yapay kıllar, yıllar ön- bazı olaylarda zanlıların sayısının diği anlaşılabiliyor. Saçın medulla, ce oradan geçmiş bir kişinin kılları. Kıllar suç mahal- azaltılması için bu yöntem işe yara- korteks ve kütikül özellikleri coğrafi linde büyüteç ile aranır ve pens ile toplanır. Kıl mu- yabilir. Örneğin Eskimoların yaşadı- olarak insanlarda farklılık gösterdiği ayenesinde kılların boyları ölçülür, renkleri tesbit ğı bir yerde bulunan bir kıl Afrikalı için, ayırım yaparken bu kısımlar in- edilir. Düz ya da kıvırcık olup olmadıklarına bakılır; birine aitse, tutuklu Eskimo serbest celeniyor. A. Sarışın bir Avrupalı ka- kök, gövde ve uç kısımları incelenir. Çapları ve me- dının saç telinin elektron mikroskop dulla kalınlıkları ölçülüp kaydedilen kıllar, korteksin AB görüntüsü. Dış tabakada (kütikülde) ve içindeki maddelerin görülebilmesi için amonyak ortalama beş katman var. B. Asyalı ve sülfür gibi kimyasal maddeler ile muamele edilir. C DE bir erkeğin saç telinin elektron mik- roskop görüntüsü. Dış tabakada or- 1 2 3 4 1. Fok talama on iki katman var. C. Saç kı- 2. Yarasa lının medullası D. Kasık kılının me- 3. Orangutan dullası E. Sakal kılının medullası si- yah olarak görülüyor. 5 6 7 8 4. Aslan 5. Ayı 6. Goril 9 7. Vahşi köpek 8. Deniz aslanı 9. İnsan 72

<<< Bilim ve Teknik Ekim 2012 Bir grup araştırmacı berber salon- Saçlar gibi burun kılları da ad- 2011’de İtalya’da ilginç bir çalışma Doç. Dr. Kadir Demircan, larından topladıkları saç örnekle- li bilimler sahasında kullanılıyor. yapıldı. Bu çalışmada ölüm zama- 1994’te Cerrahpaşa Tıp rini aynı bölgelerdeki musluk su- Ölüm zamanı adli tıpta önemli bir nını tespit için burun kılları kulla- Fakültesi Tıbbi Biyolojik yu örnekleri ile karşılaştırdı. Ad- konu, bir kişinin ölüm zamanının nıldı. Çalışmaya göre burnumuz- Bilimler Bölümünden mezun li bilimcileri yakından ilgilendiren tespiti için çeşitli yöntemler var. daki kıllar ölümden sonra 20 sa- oldu. 1999’da Yüksek Lisans ilginç sonuçlar ortaya çıktı. Saç ör- at daha hareketlerine devam edi- çalışmasını tamamladı. neklerinin oksijen ve hidrojen izo- Kütikül yor, hareket hızları zamanla aza- 2001-2005 yıllarında topu içeriğindeki farklılıkların % lıyor. Adli tıp uzmanları buradan Japonya’nın Okayama 90’ının içme suyu bileşenlerinin Zehir, cıva ve kurşun gibi yola çıkarak ölüm zamanı hakkın- Üniversitesi Tıp Fakültesi farklı olmasından kaynaklandığı ağır metaller, eroin da yorumda bulunabiliyor. Moleküler Biyoloji ve tespit edildi. Bu çalışmayla, saç ör- gibi narkotik maddeler Biyokimya Anabilim neklerinin incelenmesi ile kişile- kılın korteksinde hapsedilir. Dalı’nda doktora, 2005-2009 rin yaşadıkları yerin belirlenmesi- yıllarında da post doktora ni sağlayacak bilgilere ulaşılabile- Korteks eğitimini tamamladı. 2011’de ceği düşünülüyor. “tıbbi genetik doçenti” oldu. Deri Atardamar Halen Fatih Üniversitesi Tıp Fakültesi Tıbbi Biyoloji Toplardamar Rabia Alabay Anabilim Dalı başkanı olarak çalışıyor. Aynı zamanda, Yazının redaksiyon aşamasında, rüme olayının istisnalarının oldu- deninin belirlenebilmesi ve vefa- Adli Tıp Kurumunda Biyoloji basında “Merhum Cumhurbaşka- ğu, kimyasallarla etkileşim duru- tı ile ilgili şüphelerin ve iddiaların İhtisas Dairesi Başkanı olarak nı Turgut Özal’ın 19 yıl sonra me- munda (tahnit) uygun şartlarda çü- izah edilebilmesi için -sonuç alınıp görev yapıyor. Hücre dışı zarı açılacak” şeklinde haberler yer rümenin kısmen ya da tamamen alınamayacağı kesin olarak biline- matriksle ilişkili ADAMTS aldı. Cumhurbaşkanlığı Devlet De- engellendiği, dolayısıyla birçok ad- memekle birlikte- takdiri adli ma- genleri üzerine çalışan netleme Kurulu’nun (DDK) açıkla- li tıbbi delilinin korunduğu, çürü- kamlara ait olmak üzere, feth-i ka- Demircan’ın 250 adet atıfı masının 22. maddesinde (http:// menin gerçekleştiği cesetlerde da- bir yapılmasının uygun olacağı so- bulunuyor. www.tccb.gov.tr/ddk/ddk51. hi uzun yıllar çürümeden kalan ke- nucuna ve kaanatine varılmıştır.” pdf) şöyle deniliyor: “Kişilerin ke- mik, tırnak, saç artıkları, sarıldığı pa- Uzmanlara göre bu işlemler zor, sin ölüm nedenlerinin belirlenme- muk, kefen gibi eşyalarından toksi- ama mutlaka denenmesi gereki- sinde otopsi işleminin ‘altın stan- kolojik incelemelerde faydalanıldı- yor. Çünkü özellikle saç telleri, ölü- dart’ olarak kabul edildiği, Merhum ğı, feth-i kabir suretiyle yapılacak mün aydınlatılmasında kritik önem Cumhurbaşkanı’nın naaşı üzerinde otopside faydalı bilgilere ulaşıla- taşıyor. Sonuç ne olursa olsun şüp- otopsi yapılmadığı için kesin ölüm bileceği dikkate alındığında, Mer- helerin böylece ortadan kalkacağı nedeninin tespit edilemediği, çü- hum Cumhurbaşkanı’nın ölüm ne- tahmin ediliyor. İnsanda kirpik, kaş, burun, göğüs, kol ve bacak radığını ve kriminal laboratuvarlarda çalışan adsız Bu yazının hazırlanmasındaki kıllarının uzunluğu 2-3 cm’dir. Kasık ve koltuk al- kahramanların bilim ve teknolojiyi kullanarak, sa- katkılarından dolayı Adli Tıp Kurumu tı kılları 2-10 cm, saç ve sakallar 3-7 cm civarında- çı nasıl suçu aydınlatan biyolojik bir veriye dönüş- Ankara Grup Başkanı Uz. Dr. dır. Saçın çapı da yaşa göre değişir. Bebeklerde bir türdüğünü hep birlikte kısaca gördük. Adli biyoloji Mustafa Karapirli’ye teşekkür ederiz. saç telinin çapı 25-50 mikron iken, yetişkinlerde 70- ve adli genetik, adli bilimler adı altında suçla müca- 100 mikrondur. Yaşlı insanlarda kıl kökündeki bul- deleye büyük katkı sağlıyor. Ülkemizde de, yaklaşık KCearyrnaahkplaaşra Tıp Fakültesi “Saçı Çözmek” bus kısmı doludur, renk maddesi azdır. Tüm analiz yüz yıllık birikimi olan Adli Tıp Kurumu Biyoloji ve Konulu Sempozyum, www.istanbul.edu. işlemleri bittikten sonra rapor yazılır. Uzmanlar, ça- Kimya İhtisas daireleri uzmanlarından oluşan kad- Ktrn/diguhytu, rWu.l,a“rH/dauiryuanrual_yisciesrcilke.aprhsp?3173= lışmanın kalite kontrolünü yapar ve sonrasında zan- rosu ile DNA ve saç araştırmaları yapıyor. Saç, kıl, Napoleon’s poisoners”, New Scientist, lının masum mu yoksa suçlu mu olduğuna hâkim kemik, ter, kan, kepek, tükürük ve deri döküntüsü 29 Ekim 2002. karar verir. gibi çeşitli biyolojik materyallerden DNA kimliklen- Dillow, C., “The cilia inside corpse noses dirmesi yapılıyor. Saçın kimyasal ve anatomik incele- could be a more reliable indicator of time Ülkemiz son yıllarda adli bilimler alanında ilerle- mesi ile değerli bilgilere ulaşılıyor. Meraklı ve detek- Hofadmeaptihk”i,aPno,pGu.l,aWr Secsite,nEc.e, ,AEkksiemlro2d0,1O1.., me gösterdi. Eskiden yapılamayan kıl ve mitokond- tif ruhlu gençler adli bilimler sahasında uzmanlaşa- “The genetics of innocence: analysis of ri DNA analizi gibi birçok analiz artık yapılabiliyor. rak kendilerine uygun bir meslek seçimi yapabilirler. 1RSa9ey4vıiUe1w2.S,.osDf. G9N7eA-n1o2emx0o,ic2ns0ea1rna1tdioHnus”m, AannnGueanl etics, Genetik şifresi çözülen saçın, dünyanın dört bir ya- O zaman haydi saçları çözmeye! Cooper, G. A., “Hair testing is taking nındaki olay yeri inceleme birimlerinde nasıl işe ya- Sroaoyıt”4, A8,nsn. a5l1s6o-f5C30li,nKicaaslıBmio2c0h1e1m. istry, Barroso, M., “Hair: a complementary source of bioanalytical information in forensic t1o,xsi.c6o7lo-7g9y,”,OBcioakan2a0l1y1si.s, Cilt 3, Sayı 73

Gökyüzü Alp Akoğlu Büyük Kare Şimdi gelelim Büyük Kare’nin gökyüzü göz- Şimdi de köşegenlere bakalım. Güneyba- lemcilerine nasıl yol gösterdiğine. Karenin yıl- tı köşesinden kuzeydoğu köşesine doğru çi- Gökyüzünde yolumuzu bulmanın bazı ko- dızlarını kullanarak (tıpkı yan sayfadaki harita- zeceğimiz köşegeni uzatırsak, Arabacı’da yer lay yolları vardır. Köşemizde buna yönelik bil- da olduğu gibi) çizeceğimiz çeşitli doğrular bizi alan ve gökyüzünün en parlak yıldızlarından gileri sıkça vermeye çalışıyor, bazen de bunu gökyüzündeki bazı parlak yıldızlara götürür. Çi- biri olan Kapella’ya ulaşırız. Öteki köşegeni, tekrarlıyoruz; çünkü özellikle amatör gökyü- zeceğimiz neredeyse her doğru, bizi önemli bir yani güneydoğu köşesinden kuzeybatı köşe- zü gözlemcileri aradıkları bir cismi bulmak için yıldıza götürür. sine doğru çizeceğimiz köşegeni uzattığımız- bazı işaretçilerden yararlanır. da Kuğu’nun en parlak yıldızı Deneb’e ve biraz Önce, doğu kenarından kuzeye uzanan bir daha ilerlediğimizde Çalgı’nın en parlak yıldızı Örneğin Kutupyıldızı’nı ele alalım. Kutupyıl- doğru çizerek başlayalım. Çizdiğimiz bu doğru- Vega’ya ulaşırız. dızı pek de parlak bir yıldız değildir, üstelik için- yu izlersek bu ay en iyi konumda bulunan ta- de bulunduğu Küçük Ayı da seçilmesi zor ta- kımyıldızlar arasında yer alan Kraliçe’nin par- Sözünü ettiğimiz tüm bu yıldızlar, yan say- kımyıldızlardan biridir. Dolayısıyla onu bir ba- lak yıldızlarından biri olan β (Beta) Kraliçe’nin fada verdiğimiz gökyüzü haritasında görülebi- kışta gökyüzünde bulmak deneyimsiz gözlem- hemen yanından geçerek Kutupyıldızı’na ula- lir. Ancak gökyüzünün genel görünümünü ve- ciler için zordur. İşte burada Büyük Ayı Takım- şırız. Karenin aynı kenarını bu kez ters yöne, ren bunun gibi, haritalara bu türden yol gös- yıldızı yardıma yetişir. Büyük Ayı bir ayıya değil yani güneye doğru uzattığımızda Balina terici çizgileri çizerseniz sizi biraz yanıltabilirler. de kepçeye benzer. Bu kepçenin kenarını oluş- Takımyıldızı’nın pek de parlak olmayan “parlak” Çünkü kubbe (yarım küre) biçiminde olan gök- turan iki yıldızdan, kepçenin içinin baktığı yöne yıldızlarından birine, β Balina’ya ulaşabiliriz. yüzü kâğıda aktarılırken biçimi bir miktar bozu- doğru ilerlediğimizde, doğruca Kutupyıldızı’na lur. Gökyüzüne doğru bir cetvel ya da iki eliniz- gideriz. Gökyüzünde bunun kadar belirgin işa- Şimdi gelelim batı kenara. Bu kenarı gös- le gerdiğiniz bir ip tutarsanız, bu yol gösterici- retçi sayısı sınırlıdır. Ancak bir tanesi var ki son- terdiği doğrultuda izleyerek iyice güneye iner- lerin gerçekte hayli tutarlı olduğunu fark eder- bahar gökyüzünde sizi her yere götürebilir. Sö- sek, Güney Balığı’nda yer alan parlak yıldız siniz. zünü ettiğimiz şekil Büyük Kare. Fomalhaut’a ulaşırız. Bu yıldız Ekim ayında en yüksek konumuna ulaşıyor. Gökyüzünde burada sözünü ettiğimiz par- Büyük Kare, Büyük Ayı Takımyıldızı gibi, ba- lak yıldızlara ulaştıktan sonra, takımyıldızla- şımızı kaldırıp gökyüzüne baktığımızda he- Karenin güney kenarını batıya doğru uzattı- rı oluşturan çizgileri izleyerek onların diğer yıl- men tanıyıverebileceğimiz şekillerden biri. Bir- ğımızda Kartal Takımyıldızı’nda yer alan Altair’e dızlarına da ulaşabilirsiniz. birine yakın parlaklıkta dört yıldızın oluştur- ulaşırız. Altair, Lir Takımyıldızı’ndaki Vega ve Ku- duğu bu kareye “büyük” denmesinin nede- ğu’daki Deneb’le birlikte yaz üçgeninin köşele- niyse, gökyüzünde gerçekten geniş sayılabile- rini oluşturan yıldızlardan biri. Aynı kenarı ters cek bir alan kaplaması. Büyük Kare, Kanatlı At yöne, doğuya uzattığımızda Balina’nın parlak Takımyıldızı’nın gövdesini oluşturur. Ancak ka- yıldızlarından Menkar’a ulaşırız. renin köşelerini oluşturan yıldızlardan Alferatz, Andromeda’nın yıldızlarından biridir. Andromeda Gökadasını bulmak için Büyük Kare’den yararlanılabilir. Büyük Kare’yi gökyüzünde bulduktan sonra okları izleyerek temiz bir gökyüzü altında çıplak gözle bile görülebilen bu gökadaya ulaşılabilir. Büyük Kare, pek de parlak olmayan yıldız- lardan oluştuğu halde, gökyüzünde kolayca Scheat bulunabilir. Bunun en önemli nedeni çevresin- deki ve içindeki yıldızların onu oluşturan yıldız- Andromeda BÜYÜK KARE Markab lardan çok daha sönük olmasıdır. Büyük Kare Gökadası sonbaharda akşam saatlerinde gökyüzünde tam tepeye yakın konumda, biraz güneyde yer Alferatz alır. Gökyüzüne baktığınızda onu kolaylıkla ta- nıyabilirsiniz. Algenib Karenin kuzeydoğu köşesini oluşturan yıldız Alferatz ya da bir başka adıyla Sirrah, karenin en parlak yıldızı. Kuzeybatı köşeyi oluşturan Scheat (Şeat), parlaklığı yaklaşık 43 günlük periyotla de- ğişen bir yıldız. En parlak olduğu durumda par- laklığı Alferatz’ınkine yaklaşır, en sönük olduğu durumdaysa güneydoğu köşedeki Algenib ka- dar parlak olur. Karenin güneybatı köşesini Mar- kab adlı yıldız oluşturur. Parlaklıkları tam olarak aynı olmasa da birbirine çok yakın olduğundan farkı ayırt etmek çok kolay değildir. 74

Bilim ve Teknik Ekim 2012 [email protected] 1 Ekim 23.00 Ekim 2012 3 Ekim 15 Ekim 22.00 Venüs ve Regulus 31 Ekim 21.00 GGeezzeeggeennlleerr sabah gökyüzünde Ekim’de Gezegenler ve Ay MMeerrkküürr:: AAkkşşaamm ggöökkyyüüzzüünnddee oolmlmaassınınaa çok yakın görünümde kkaarrşşıınn uuffkkaa ççookk yyaakkının kkoonnuummddaa ooldlduuğğuunn-- 5 Ekim Merkür ay boyunca akşam gökyüzünde ddaannggöörrüülleemmeeyyeecceekk.. Jüpiter ve Ay olmasına karşın ufka çok yakın konumda ol- yakın görünümde duğundan görülmesi çok zor. VVeennüüss::BBaaşşaakkTTaakkımımyyılıdldızızı’ın’nddaabbuululunnaann 12 Ekim ggeezzeeggeenn ssaabbaahhllaarrıı ddooğğuu uuffkkuu üüzzeerrininddee,, Ay ve Venüs Venüs 3 Ekim’de Aslan’ın en parlak yıldı- ggüünnddooğğuummuunnddaannöönncceeikikiissaaaattkkaaddaarrggöözz-- yakın görünümde zı Regulus’la çok yakın görünecek. Ayın or- lleenneebbiilliirr.. --44 kkaaddiirr ppaarrlalakklılğığıyıylala ssaabbaahh ggöökk-- 18 Ekim talarında Başak Takımyıldızı’na geçecek olan yyüüzzüünnüünn AAyy’d’daann ssoonnrraakkii eenn ppaarrlalakk ccisismmi.i. Mars ve Ay Venüs sabahları doğu ufku üzerinde, gündo- VVeennüüss,,1122EEkkiimm’d’deeAAyyilieleyyaakkınınbbirirkkoonnuummddaa ddeeğğili.l.1188EEkkimim’d’deeggüünnbbaattımıymaınkınıdndaagAöAyry’ül’alnayüyamakkıdnıne ğumundan önce iki saat kadar gözlenebilir. ggöözzlleenneebbiilliirr.. kkoonnuummddaaoolalaccaakk. . Mars akşam gökyüzünde olmasına karşın MMaarrss:: AAkkşşaamm ggöökkyyüüzzüünnddee oolmlmaassınınaa ufka yakınlığı ve sönüklüğü nedeniyle göz- kkaarrşşıınnuuffkkaayyaakkıınnllığığııvveessöönnüükklülüğğüünneeddeenniyiy-- JJüüppititeerr:: JJüüppititeerr ggeecceeyyaarrısısınınddaann öönnccee lemciler için pek uygun bir konumda değil. lleeggöözzlleemmcciilleerriiççiinnppeekkuuyygguunnbbirirkkoonnuummddaa Gezegen 18 Ekim’de günbatımında Ay’la ya- yyüükksseelmlmeeyyee bbaaşşlılyıyoorr vvee ppaarrlalakklılğığıı ddaa -3-3 kın konumda, onun hemen altında olacak. Bu onu görmek için bir fırsat olarak değerlendi- kkaaddiriree ddooğğrruu ilielerrlilyiyoor.r. GGeecceenninintteekkhhââkkimim rilebilir. Akrep’in parlak yıldızı Antares de bu sırada Mars’ın hemen sol altında bulunacak. ggeezzeeggeenniioolalannJJüüppititeerr55EEkkimim’d’deeAAyy’l’alaççookk Jüpiter ayın başlarında geceyarısından yyaakkınınbbirirkkoonnuummddaaoolalaccaakk. . önce doğuda yükselmiş oluyor. Ay sonun- daysa hava karardığında doğmuş olacak. SSaattüürrnn::GGöökkyyüüzzüünnddeeGGüünneeşş’e’eyyaakkınınkkoo-- Jüpiter 5 Ekim’de Ay’la çok yakın konumda olacak. nnuummaaggeelelennggeezzeeggeennbbuuaayyggöözzlelenneemmeeyyee-- cceekk. .SSaattüürrnn’ü’üggöörrmmeekkiçiçininAArraalılkıkaayyınını ıbbeekk-- lelemmeekkggeerreekkiyiyoor.r. 1122EEkkiimmssaabbaahhııddooğğuuuuffkkuu 1188EEkkimimaakkşşaammı ıggüünneeyybbaatıtıuufkfkuu RReegguululuss AAyy VVeennüüss AAyy AAnntatareress MMaarsrs AAKKRREEPP Güneş’le çok yakın konuma gelen Sa- Ay 8 Ekim’de sondördün, 15 Ekim’de ye- t2ü244rn’ü sabah gökyüzünde görebilmek için niay, 22 Ekim’de ilkdördün, 29 Ekim’de dolu- yıl sonunu beklemek gerekiyor. nay hallerinde olacak. 75

Alper Kiraz ODpoktuinkmaCdaınmKonbtrıozl: lama Meral Uğurlu Pınar Demetçi Lise öğrencileri Pınar ve Nazlı, fizik öğretmenleri Meral hanım ile birlikte Koç Üniversitesi’ne gelip optik cımbızlama Nazlı Göller denilen olguyu öğrenmek istediklerini söylediler. Cisimleri dokunmadan kontrol eden böyle bir kuvvet olması, belli ki onları çok heyecanlandırmıştı. Bunun üzerine yoğun ders programlarına ek olarak, yaklaşık bir dönem boyunca 76 Gebze-Sarıyer arasında yapacakları yolculukları başladı. Bu süre boyunca optik cımbızlamanın ne olduğunu, bu olgunun ne gibi uygulamaları olduğunu öğrendiler. Pınar ve Nazlı, laboratuvardaki diğer araştırmacıların da yol göstermesiyle, hazır bir düzenek kullanmadan Doç. Dr. Alper Kiraz’ın laboratuvarındaki parçalarla basit bir optik cımbızlama düzeneği kurmaya girişti. Başta basit görünse de birçok zorluğu olan bu işi sonunda başardılar ve marketten alınmış bir hamur mayası poşetindeki maya hücrelerini dokunmadan tutabildiler. Bu yazı Pınar’ın ve Nazlı’nın bu süreç boyunca edindiği bilgi ve tecrübelerin bir kısmını içeriyor. Işık, madde üzerine kuvvet uygular. Bunu bir mi ile atomların hareketleri sınırlandırılır ve böyle- kuyrukluyıldızı inceleyerek anlayabiliriz. Bir ce mutlak sıfır sıcaklığı olan 0 ºK’e (yani -273,15 ºC) kuyrukluyıldız Güneş çevresindeki yörüngesin- çok yakın, düşük sıcaklıklara soğutulmaları sağlanır. de ilerlerken, kuyruğu her zaman Güneş’ten uza- Atom tuzaklama ve Bose-Einstein yoğuşması ile ilgili ğa doğru uzanır. İlk kez 1619 yılında Johannes Kep- bu çalışmalar, sırasıyla 1997’de ve 2001’de Nobel Fizik ler bu bulguyu güneş ışınlarının kuyruklu yıldızda- Ödülü almıştır. Bose-Einstein yoğuşması, bazı gazla- ki parçacıkları itmesi ile açıklamış ve bu etkiyi kul- rın mutlak sıfıra çok yakın sıcaklıklara kadar soğu- lanarak güneş ışığının itme kuvveti ile hareket eden tulmasıyla elde edilen, maddenin yeni bir hali olarak yelkenli uzay gemileri yapılabileceği fikrini ortaya nitelendirilebilir. Bose-Einstein yoğuşmasında bin- atmıştı. 1864’te James Clerk Maxwell ışığın elektro- lerce gaz atomu bir arada makroskopik ölçekte kuan- manyetik dalgalardan oluştuğunu, dolayısıyla cisim- tum etkiler gösterebilmektedir. ler üzerinde boylamsal itme kuvvetine ve enerjisiy- le doğru orantılı olarak da yayılma yönünde doğru- sal bir momentuma sahip olduğunu ifade eden ilk bi- lim insanı oldu. Işığın bir cisme çarpmasıyla meyda- na gelen kırılma ve yansıma olguları nedeniyle ışık yön değiştirir ve ışığın doğrusal momentumunda bir değişim olur; bu da bize (momentumun korunumu yasasına göre) ışığın çarptığı cisme momentum ak- tardığını gösterir. Işığın bu özellikleri yüzyıllardır bi- liniyordu, ama ancak 1961’de lazerin icadından son- ra önemli uygulamaların geliştirilmesinde kullanıldı. 1967’de Arthur Ashkin ilk olarak aşağıdan gönderi- len bir lazer demetiyle mikro parçacıkların optik sa- çılma kuvvetine maruz kalarak optik olarak kaldırı- labileceğini gösterdi. Lazerin keşfinden sonra gelişti- rilen en önemli uygulamalardan biri olan bu çalışma- yı, kuantum mekaniğinin temelleri üzerine deneyler yapılmasına olanak veren atom tuzaklama çalışma- ları izledi. Bu çalışmalarda optik tuzaklama yönte-

Güneş’in itmesi ile hareket eden güneş yelkenlisi çizimi. >>> Bilim ve Teknik Ekim 2012 müştür. 1 nanometre 1 mm’nin milyonda biridir. Bu Bu temel fizik çalışmalarının yanı sıra optik kuv- ölçekteki büyüklüklerin, ne kadar güçlü olurlarsa ol- Alper Kiraz, 1998 yılında Bilkent vetlerin biyolojide ve kimyada birçok uygulama- sunlar optik mikroskoplarla ölçülmesine imkân yok- Üniversitesi Elektrik-Elektronik lı araştırmada kullanılmasına yol açan bir başka et- tur. İkili sarmal yapıya sahip tek bir DNA molekülü- Mühendisliği Bölümü’nden ki ise optik cımbızlamadır. Optik cımbızlama tek bir nün optik cımbızlama yardımıyla DNA zincirlerine lisans derecesini, 2000 ve 2002 lazer demetinin odaklanması ile elde edilir. Bu ne- kontrollü olarak ayırılması da başarılmıştır. Böylece, yıllarında Kaliforniya Üniversitesi denle optik cımbızlamaya tek hüzmeli optik tuzak- karmaşık biyolojik makromoleküllerde yapının şekli- Santa Barbara Yerleşkesi Elektrik lama da denilebilir. İlk olarak 1986’da yine Arthur ni belirleyen parçaların anlaşılması gibi, temel biyolo- ve Bilgisayar Mühendisliği Ashkin tarafından gösterilen optik cımbızlama, fo- jik konuların araştırılması mümkün olmuştur. Bölümü’nden yüksek lisans ve tonların itme ilkesine dayanan optik saçılma kuvve- doktora derecelerini aldı. Ludwig tinin yanı sıra bir başka optik kuvvet olan gradyan Optik cımbızlama bir tanı aracı olarak da, örneğin Maximilian Üniversitesi (Münih) kuvvete dayanır. Gradyan kuvvet odaklanan bir lazer sıtma paraziti tanısında kullanılabilir. Sağlıklı kırmızı Fiziksel Kimya Enstitüsü’nde hüzmesinde parçacıkları odak noktasına çeker. Böy- kan hücreleri ve sıtma paraziti ile enfekte olmuş kan doktora sonrası araştırma lece optik cımbız odak noktasında parçacıkları tuta- hücreleri bir optik cımbız ile incelendiğinde, enfek- çalışmalarını tamamladı. bilir. Optik cımbızlama ile picoNewton düzeyinde te hücrelerin şekillerindeki asimetriden dolayı optik 2004 yılında Koç Üniversitesi (1N = 1012 pN) kuvvet uygulanarak, 5 nanometre ile cımbız tuzaklama noktası civarında dönme hareke- Fizik Bölümü’nde yardımcı 10 mikrometre arası büyüklükte cisimler tutulabilir. ti benzeri bir hareket yaptığı gözlenir. İki hücre tipin- doçent unvanı ile öğretim üyeliği deki yapısal farklılıktan dolayı enfekte hücrelerin yap- görevine başladı. 2009 yılında Optik Cımbızlamanın Uygulama Alanları tığı dönme hareketinin sağlıklı hücrelerin hareketin- aynı bölümde doçent unvanını den çok farklı olduğu gözlenmiştir. Böylece hastalıklı aldı. Direktörlüğünü yaptığı Koç Gelişen lazer ve mikroskop teknolojileri sayesin- hücrelere tanı konması mümkün olmuştur. Üniversitesi Nano-Optik de bir optik cımbız için gerekli deney düzeneği ko- Araştırma Laboratuvarı’nda layca kurulabilir. Bunun sonucu olarak optik cımbız- İleri kontrol teknikleri ile optik cumbızlama- su tutmayan yüzey üzerinde ların birçok pratik uygulaması geliştirildi ve geliştiri- nın birleştirilmesi sonucu cımbızlanan parçacık- duran mikrodamlacıkların liyor. Pınar’ın ve Nazlı’nın düzeneklerindeki uygula- ların robotik kollar ile kontrol edilmesi de başarıl- incelenmesi, tek moleküllerin madan biraz daha karmaşık olan bu uygulamalardan mıştır. Böylece tek tek optik cımbız ile taşınıp yer- spektroskopisi/görüntülenmesi bazılarını tanıyalım. lerine yerleştirilen parçalarla karmaşık mikro-ya- ve optik cımbızlama alanlarında pıların inşası mümkün olmuştur. Optik cımbızla- çalışmalarını sürdürüyor. 2003- picoNewton düzeyindeki kuvvetleri ölçmek ve ma kullanılarak genetik incelemeler için insan yu- 2004 tarihleri arasında Alexander akışkan içindeki parçacıkların hareketini (örneğin murtasından polar cismin çıkarılması da başarıy- von Humboldt bursiyeri olarak Brown hareketi) incelemek için optik cımbızlar kulla- la gerçekleştirilmiştir. Polar cisim memelilerde yu- görev aldı, 2006 yılında fizik nılır. Optik cımbızların kullanılması sayesinde birçok murta hücresinin içinde bulunan ve yumurta hüc- alanında TÜBA-GEBİP Ödülü’nü, biyomoleküler yapının hareket mekanizması ayrıntılı resi ile aynı genetik kodu taşıyan bir cisimdir. Bu 2008 yılında fizik alanında olarak anlaşılmıştır. Örneğin kinesin molekülü, hüc- cisim yumurtanın oluşumu sırasında belli bir sü- TÜBİTAK Teşvik Ödülü’nü, redeki mikrotübüllerin üzerinde ATP hidrolizinden re sonra kendiliğinden yok olur. Polar cisim yu- 2009 yılında da FABED Araştırma açığa çıkan enerjiyi kullanarak hareket eden bir mo- murtaya zarar vermeden çıkarılıp yumurtanın ge- Ödülü’nü kazandı. leküler motordur. Bu molekülün hareketi, optik cım- netik kodunun çözümlenmesi için kullanılabilir. bızlama sayesinde ayrıntılı olarak anlaşılmıştır. Kine- sin molekülü mikrotübüle iki uzantı ile bağlıdır. Ayak Optk Cımbızlama Optik cımbızlama ile yeri gibi işlev gören bu uzantıların adım atma benzeri ha- belirlenen bir kinesin reketi ile kinesin molekülü mikrotübül üzerinde iler- molekülünün mikrotübüller ler. Optik cımbızlama ile yapılan çalışmalarda adım üzerindeki hareketi izlenerek atma hareketinin adım uzunluğu 8 nm olarak ölçül- 8 nm’lik adım mesafesi belirlenebilir. Tuzaklanan parçacık ~70 nm kinesin mikrotübül 77

Dokunmadan Kontrol: Optik Cımbızlama Optik Cımbızlamanın Fiziği Eksenel Tuzaklama Meral Uğurlu, 2000’de Orta Optik cımbızlamanın fiziği, bir Radyal Tuzaklama Doğu Teknik Üniversitesi parçacık tarafından kırınıma uğra- Fizik Öğretmenliği yan ışık demetlerinin parçacığa ak- Eksenel ve radyal tuzaklama durumlarında lazer ışınının ve tuzaklanan parçacığın Bölümü’nden mezun tardığı doğrusal momentum ile an- toplam doğrusal momentum değişimini gösteren çizim oldu. Özel yetenekli, üstün laşılabilir. Bunun için öncelikle kü- zekâlı öğrencilerin yatılı resel geometriye sahip, ışığın dalga toplam momentum Δpparçacık olarak da f noktasına doğru çeken kuvvete olarak eğitim gördüğü boyundan büyük, ışığı soğurmayan bulunur. Eksenel ve radyal durum- ise gradyan kuvvet adı verilir. Pratik- T.E.V. İnanç Türkeş Özel ama ışığın kırınıma uğramasına yol larda bu çözümleme yapıldığında te, bir optik cımbızda gradyan kuv- Lisesi’nde (TEVİTÖL) 5 yıldır açan, kırınım katsayısı da ortamın- her iki durumda da parçacığa aktarı- vet ile lazerin parçacığı itme kuvveti fizik öğretmeni olarak kinden büyük bir yalıtkan parçacık lan doğrusal momentumun O nok- olan optik saçılma kuvveti cisme bir çalışıyor. Fizik, astronomi, düşünelim. Böyle bir parçacığın ek- tasından f noktasına doğru yöneldi- arada etki eder. Optik tuzaklamanın Uluslararası Bakalorya Fizik senel ve radyal olarak nasıl tuzak- ği görülür. Parçacığın bu şekilde ek- başarılması için gradyan kuvvetin derslerinin yanı sıra amatör landığı şekilde gösteriliyor. Bu şe- senel ve radyal olarak f noktasına saçılma kuvvetinden büyük olması teleskop ve ayna yapımı kilde parçacıktan geçerken kırınıma doğru çekilmesine optik cımbızla- gerekir. Bu da lazerin küçük bir hac- eğitimi de veriyor. 2011’de uğrayan (a ve b ile gösterilen) la- ma denir. Parçacığı her iki durumda me odaklanmasıyla mümkün olur. TÜBİTAK Ortaöğretim zer hüzmelerini takip edelim. Her iki Öğrencileri Arası Araştırma hüzmenin parçacıktan çıktığı yönün Projeleri Yarışması Fizik parçacığa girdiği yöne göre değişi- (Uygulamalı) dalında mi, fotonlara aktarılan doğrusal mo- Türkiye 1.si olan, EUCYS mentumu verir. Şekilde bu değişim- 2011 (Avrupa Birliği ler Δpa ve Δpb olarak gösterilmiştir. Genç Bilim Adamları Bu değişimlerin toplanmasıyla ışığın Yarışması) AB Ortak toplam doğrusal momentum deği- Araştırma Merkezi (JRC) şimi Δpfoton bulunur. Toplam doğ- Özel Ödülü alan, 2012 rusal momentumun korunumu ilke- First Step to Nobel Prize In sine göre, parçacıktaki toplam doğ- Physics’te ödüllendirilen rusal momentum değişimi ışıkta- projeler başta olmak ki değişimin tersi olmalıdır. Böylece üzere, birçok projeye ışık tarafından parçacığa aktarılan danışmanlık yapmıştır. Sabancı Üniversitesi Son yirmi yılda optik cımbızla- Kaynaklar Basdoğan, C., Kiraz, A., Bukusoğlu, I., Varol, A., Nanoteknoloji Araştırma rın kusursuz birer araç haline ge- http://www.biophysics.org/Portals/1/PDFs/ ve Doğanay, S., “Haptic guidance for improved Uygulama Merkezi’nde tirilmesi çalışmaları neredeyse ta- AtBJEoridasnohpupakchsoia,ynnAtsi,iaoc.Aanvd.le/,iewJ“ZolFeiueloclrmtrinracaiamecnls,sseoCp.kpfhi,ldaPetf.rs6,ei1“niL,gnsilg.et5hh-b6tee9ara-ta5mWy8o2gop,rr1takid9c: 9sie2rne.tgliamseer”, task performance in steering microparticles with ve Koç Üniversitesi mamlandı. Bunun sonucu olarak The Use of Optical Forces for Particle optical tweezers”, Optics Express, Cilt 15, s. 11616- Nano-Optik Araştırma günümüzde optik cımbızların kul- EMleacntripouphlaotrioesnis,,SCoirlttin29g,, sa.n4d81A3n-a4l8y5s1is,”,2008. 11621, 2007. Laboratuvarı’nda proje lanımı fizik, biyoloji, makine mü- ADht.htKpa.:r,/m/Swhawdarhwmi.ksataa,rSni,.f,Jo. MrAd.a.,ethRduuor/y,g,DrSo..,,u“DpT/hobarlqromuceka-ldgahebni/kearrait,ing http://science.nasa.gov/science-news/science- hazırlayan, araştırma hendisliği gibi alanlardaki çalışma- malaria-infected red blood cells in an optical trap”, at-nasa/2008/26jun_nanosaild/ yapan TEVİTÖL lardai özellikle de lazer laboratu- GOrpiteicr,sDE.xGpr.e, s“As, Creivlto1lu2,tiso.n11in79o-p1t1ic8a4l,m20a0n4i.pulation”, öğrencilerine danışmanlık varlarında yaygın hale geldi. Nature, Cilt 424, s. 810-816, 2003. Teşekkür: Hem bu çalışmada Pınar ve Nazlı’yı yapıyor. yönlendiren hem de bu yazının hazırlanmasına katkıda bulunan Koç Üniversitesi doktora sonrası araştırma görevlisi Dr. Alexandr Jonáš’a, fizik ve elektrik-elektronik mühendisliği bölümleri öğrencileri Zeynep Keserli’ye ve Barışcan Yönel’e teşekkür ederiz. http://www.azooptics.com/optics-video-details.aspx?VidID=178 78

<<< Bilim ve Teknik Ekim 2012 Laboratuvarımızdaki Dikromatik ayna, farklı dalga nipülasyon düzleminde, odak ek- Pınar Demetçi, 1994 yılında, Optik Cımbız boylarında farklı yansıtma ve geçir- seninde hareket ettiriyoruz. Net bir İzmir’de doğdu. TEV me özelliği olan bir lazer aynası. Dü- görüntü elde ettiğimiz zaman gö- İnanç Türkeş Özel Lisesi’nde Kullandığımız optik cımbızlama zeneğimizde seçilen dikromatik ay- rüntüleme düzeneği hazır demektir. 12. sınıf Uluslararası Bakalorya düzeneğinde 4 mercek, 1 mikros- na sayesinde, örneğe gönderilen kı- öğrencisi. Kimya, astronomi, kop objektifi var. Merceklerden ikisi zılaltı lazer ışının uğradığı güç kay- Lazer ışını dikromatik ayna ve robotik, müzik ve uluslarası gönderilen lazer ışınının çapını ge- bı mümkün olan en düşük seviyede lensler kullanılarak örneklerin üze- politika üzerine çeşitli nişletmekte kullanılıyor, biri tuzak- kalıyor. Bu ayna aynı zamanda örne- rine düştüğü anda düzeneğimiz ha- aktivitelerde yer aldı. 2009’da lanacak örneği (bu çalışmada maya ğe aydınlatma için aşağıdan gönde- zır. Manipülasyon düzleminde eni- Kültür Üniversitesi’nde hücreleri) aydınlatmak için kullanı- rilen beyaz ışığın kameraya ulaşma- ne eksenlerde oynattığınız halde sa- astronomi, 2010’da lan ışığı örneğe odaklıyor. Dördün- sına da olanak veriyor. Deneyde ka- bit kalan maya hücresi tuzaklanmış Boğaziçi Üniversitesi’nde cüsü ise kameraya görüntüyü odak- meradan görüntü aktarılabilecek bir demektir. Hiç dokunmadan maya mekanik, 2011’de Skidmore layan oküler işlevini görüyor. Objek- bilgisayar da kullanıyoruz. hücresini hareket ettirebileceğiz. Üniversitesi’nde nörobilim tif de lazerin tuzaklanacak hücrele- ve modern fizik üzerine rin üzerinde çok küçük bir hacme Görüntüleme sisteminin parça- Kurulan optik cımbızlama düze- programlara katıldı. odaklanmasını sağlıyor. Düzeneği- ları hassas bir şekilde yerleştirildik- neği ile elde edilen bazı görüntüler Koç Üniversitesi’nde optik mizde dalga boyu 1064 nm, ortala- ten sonra bir çay kaşığı kadar ma- şekilde gösteriliyor. Şekildeki 1, 2, 3, cımbızlama üzerine ma gücü 300 mW olan bir kızılaltı la- ya hücresi ile 1/3 çay bardağı suyu ve 4 numaraları manipülasyon es- çalışmalar yaptı. Üniversitede zer kullanıyoruz. Göz sağlığı için la- karıştırıp bu karışımdan damlalıkla nasında kaydedilen görüntülerin sı- biyoteknoloji mühendisliği zere doğrudan bakılmaması önem- bir miktar alıp lamın üzerine koyu- rasını belirtiyor. Manipülasyon sıra- üzerine eğitim görmek istiyor. li. Üç boyutta hareket eden bir ma- yoruz. Kamerayı bilgisayara bağla- sında ilk konumu gösterilen maya nipülasyon sehpası, örneğin mikro- dıktan sonra (bilgisayarda aldığımız hücresi diğer referans maya hücre- metre hassasiyetle hareket ettiril- görüntüyü netleştirene kadar) ma- lerinin etrafından dolaştırılıp son ko- mesinde ve lazerin örneğin üzerine numuna getirilmiştir. odaklanmasında yardımcı olacaktır. Lazer Kamera Dikromatik Ayna Objektif Optik cımbızlama düzeneği ile tuzaklanan Örnek Nazlı Göller, 1995 yılında bir maya hücresinin diğer referans hücrelere Hareket Sehpası Konya’da doğdu. göre hareketi Laboratuvarda kurulan optik cımbızlama düzeneği. Kesik çizgiler lazer ışınının izlediği yolu belirtir. TEV İnanç Türkeş Özel Lisesi’nde 11. sınıf Uluslararası Bakalorya öğrencisi. Matematik ve fizik üzerine çalışmayı seviyor. 2011’de Columbia Üniversitesi’nde kalkülüs, geometri ve teorem ispatları, 2012’de Stanford Üniversitesi’nde kriptografi ve bilgisayar bilimi üzerine matematik programlarına katıldı. Koç Üniversitesi’nde optik cımbız üzerine çalışmalar yaptı. Üniversitede elektrik- elektronik mühendisliği ve bilgisayar bilimi üzerine eğitim almak istiyor. 79

Hilal Türkoğlu Şaşmazel * Ozan Özkan ** A. Evren Haydardedeoğlu *** * Yard. Doç. Dr., Elektroeğirme ** Araş. Gör., Atılım Üniversitesi, Mühendislik Fakültesi Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Bölümü *** Dr., Ankara Üniversitesi, Veteriner Fakültesi İç Hastalıklar Anabilim Dalı “Sıvıyı İpliğe Dönüştürme Sanatı” ve Biyotıp Eserleri Vücutta oluşan bir hasarı tamir etmek için kullanacağınız yapay bir malzemeyi kumaş dokur gibi basitçe dokuyarak elde edebilseydiniz ne yapardınız? Ya da böbrek yetmezliği olan binlerce hastaya umut olabilecek bir filtreyi ucuza üretebilseydiniz? Kökeni 16. yüzyıla dayanan elektroeğirme teknolojisi ile bunlar artık mümkün olabilir. İpliksi yapılar insan saçından Hızla gelişen teknolojiyle birlikte biyomal- Elektroeğirme tekniği: Kuvvetli bir elektrik ala- (mikron boyutunda) onbinlerce zemeler, vücudun herhangi bir bölümün- na maruz kalarak artı veya eksi yüklenen sıvı çözel- kat daha ince. de, ufak bir doku parçası uygulamasından ti molekülleri, tıpkı iki mıknatısın benzer uçlarının Hücreler elektroeğrilmiş tüm organ uygulamasına kadar geniş bir yelpazede birbirini itmesi gibi, birbirlerinden uzaklaşmaya çalı- iplikciklerin kullanılabiliyor. Biyomalzemeler yara dolgu malze- şır. Bu itme, sıvının elektrik alanı doğrultusunda bir ağsı yapısı içerisinde çok kolay mesi olabildikleri gibi, ameliyat ipliği ya da sargı be- su damlası formu almasına sebep olur. Ancak itme tutunarak büyüyebiliyorlar. zi gibi destek amaçlı malzemeler de olabiliyor. An- kuvveti öyle bir noktaya ulaşır ki, sıvı damlası tıpkı cak bu malzemelerin karmaşık yapısı, üretim aşa- bir sakız gibi uzar ve incelir. Havada ilerlerken kuru- malarının zahmetli ve uzun süreli olmasını da be- yan çözelti, bir karşı plaka üzerinde tıpkı çözülmüş raberinde getiriyor. Son çeyrek asırdır, bilim insan- bir yün yumağı gibi, kesintisiz ipliksi fiberler halin- ları bu zahmetli ve pahalı süreçlere alternatif olabi- de birikir. Bu yöntemle, günümüzde insan saçından lecek yeni yaklaşımlar peşinde koşuyor. Bu yakla- (mikron büyüklüğünde) 20.000 kat daha ince, nano şımlardan belki de en umut vaat edeni elektroeğir- büyüklükte ipliksi yapıların elde edilmesi sağlanabi- me tekniği. liyor. Elde edilen bu ipliksi yığın, hem yüzey özellik- leri hem de fiziksel özellikleriyle biyotıp alanında bir- çok uygulamada kendine yer buluyor.

>>> Bilim ve Teknik Ekim 2012 Biyotıp alanında elektroeğirme: Bi- ki ipliksi yapılar, hem malzeme ile biyolo- Elektroeğirme düzeneği yotıp alanında kullanılacak malzemeler- jik çevre arasındaki etkileşim için gerek- den beklenen pek çok özellik vardır. Bu li yüzey pürüzlülüğünü ve gözenekli ya- tenilen bu nano özelliklerin elde edilme- özellikler aslında malzemenin ne kadar pıyı hem de istenilen mekanik dayanımı sini sağlıyor. Bu nedenle yöntem, özellik- biyouyumlu yani biyolojik sistemle ne ka- sağlayabiliyor. Ancak ipliksi yapıların bu le nano büyüklükte ipliksi yapı üretimin- dar barışık olduğunun bir göstergesidir. avantajlarından yararlanma çabası bera- de önemli bir avantaj sağlıyor. Her ne kadar kullanım yerine göre deği- berinde bazı sorunlar da getiriyor. Önce- şiklik gösterse de biyomalzemeden bek- likle her malzeme geleneksel yöntemlerle Elektroeğrilmiş ipliksi yapıların ak- lenen özelliklerin başında, malzeme yü- ipliksi hale getirilemiyor, özellikle de can- la gelen ilk özelliği yüzey alanlarının ge- zeyinin pürüzlülüğü, gözenekliliği (boş- lı hücreler ile etkileşimli olarak kullanıla- niş olması. Bu özellik, malzemenin dış or- luklu oluşu) ve mekanik dayanımı gelir. cak olanlar. Ayrıca genellikle biyomalze- tamla daha fazla temas edebilmesi anlamı- Araştırmacılar yıllar boyunca, ideal biyo- me uygulamaları için elde edilen iplikle- na geliyor. Parçacık tutucu sistemler için, uyumluluğu elde etmek için pek çok yak- rin kalınlığının ve son yapının gözenek- yani biyofiltre uygulamaları için, elektro- laşım geliştirse de, çoğu zaman isteni- lerinin nano büyüklükte olması önem ta- eğrilmiş yapıların özellikle elverişli olma- len özelliklerin hepsini birden kolayca el- şıdığından, geleneksel yöntemler bura- sının nedeni bu. Yapılan çalışmalar kanın de etmek mümkün olmuyor. İşte bu nok- da da sınıfta kalıyor. Elektroeğirme tekni- filtrelenmesinde elektroeğrilmiş polimerik tada son yıllarda araştırmacıların imda- ği ise canlı hücreyle uyumlu pek çok mal- (plastik) ipliksi yapılar kullanılmasının ve- dına ipliksi yapılar yetişmiş. Yığın halde- zemenin kullanılmasına izin veriyor ve is- rimli olduğunu gösteriyor. Bu sayede gele- cekte böbrek yetmezliği olan hastalar için maliyeti ucuz filtreler, yani bir nevi yapay böbrekler geliştirilebilecek. Suyu sevmez (hidrofobik) yüzey özel- liğine sahip elektroeğrilmiş ipliksi malze- melerin katmanlar halinde bir araya ge- tirilmesiyle elde edilen yara ve yanık ör- tü malzemeleri, hem dış ortamdan gelen nemi ve mikropları uzak tutuyor hem de derideki yaranın nemli ve besince zengin kalmasını sağlayarak iyileşmeyi destekli- yor. Piyasadaki pek çok yara ve yanık örtü malzemelerinde bu ipliksi yapılara gümüş parçacıkları katılarak antibakteriyel özellik de sağlanıyor. Elektroeğirme düzeneği ihtiyaca göre modifiye edilip çok farklı ve karmaşık ipliksi yapılar kolayca elde edilebiliyor. Elektroeğrilmiş iplikciklerin sağladığı devasa yüzey alanı, onları filtreleme sistemleri için en uygun aday haline getiriyor. 16. yüzyılın başlarında İngiliz fizik- dan bu yana biyotıp alanında araştırma- çi William Gilbert’in suyun içinde çözdü- cıların ilgisini çekmeyi başarmış. İlk olarak ğü kehribarı elektrostatik olarak yükledik- 1930’lu yıllarda tekstil alanında ipliksi ya- ten sonra, konik bir iğne ucundan parçalar pılar elde etmek için kullanılması öngörü- halinde karşı yüzeye püskürtmesiyle te- len teknik, daha sonra özellikle nanotek- meli atılan elektroeğirme tekniği, 1900’lü nolojinin adından söz ettirmeye başladığı yılların başında J. F. Cooley ve W. J. Mor- 1990’lı yıllarda, diğer malzeme alanlarına ton tarafından patentlenmiş ve o zaman- da sıçramış. 81

Elektroeğirme: “Sıvıyı İpliğe Dönüştürme Sanatı” ve Biyotıp Eserleri <<< Travma veya hastalık sonucu oluşan Elektroeğrilmiş ipliksi yapılar tıpkı doğal insan dokusundaki Damar tıkanıklıklarında kullanılan stentler, elektroeğrilmiş doku kayıpları da elektroeğrilmiş ipliksi protein yapıları gibi hücrelere yapısal destek sağlayabiliyor. ipliksi yapılarla kaplanarak dokuyu sever hale getiriliyor. yapılı malzemelerle giderilebiliyor. İpliksi yapılar, gözenekli oluşları ve yüzey özellik- Normal vücut etkinlikleri sonucu zararsız tedavisini hedefleyen ilaçlarla, gen teda- leri bakımından insan dokusundaki hüc- bir şekilde bozunarak kana karışabilen ya- visi amaçlayan DNA molekülüyle ve hat- releri çevreleyen destek yapıya çok benze- ni biyobozunur malzemeler kullanılarak ta canlı kök hücrelerle doldurulmuş ka- diklerinden, yerleştirildikleri hasarlı böl- elektroeğirme tekniği ile üretilmiş ağ ya- nal şeklinde ipliksi yapılar elde edilebile- genin çevresindeki hücrelerin çoğalarak pıların kullanılması, hasarlı bölgenin iyi- cek. Bu yapılar tedavi bölgesine nakledil- gözenekler boyunca ilerlemesini ve do- leşmesi gerçekleştikten sonra malzemele- diğinde hem daha hızlı hem de düşük ma- kunun yenilenmesini destekliyor. Hızlı ve rin, geleneksel ürünlerin aksine, ikinci bir liyetle daha etkili bir iyileşme gerçekleşti- ucuz elektroeğirme tekniğinin kullanılma- ameliyata gerek kalmadan vücuttan zarar- rilebilecek. sı uygulamada istenilen sonucun başarıyla sızca uzaklaşabilmesini sağlıyor. alınmasını sağlıyor. Elektroeğirme tekni- Yara örtü malzemelerinin olmazsa olmazı gözenekli yapı, ğiyle ipliksi hale getirilebilecek çok sayıda Gerek doku kayıplarının tamiri gerek- elektroeğirmeyle kolayca elde edilebiliyor. biyouyumlu malzeme bulunduğu için tüm se doku iyileşmesine destek amaçlı kul- bir dokunun hatta bir organın dahi yapay lanılabilen bu elektroeğrilmiş malzeme- KSaasymnaazkellaTrurkoglu, H., Biyomalzemeler, Ders Notları, olarak üretilebilmesi mümkün. ler, çeşitli ilaçlar katılarak zenginleştiril- Atılım Üniversitesi, 2012. miş ve biyolojik ortamda bozunan yapı- Sasmazel Turkoglu, H., Novel hybrid scaffolds Elektroeğrilmiş ipliksi yapıları bloklar halinde lar kullanıldığında, tedavi edilmesi amaç- for the cultivation of osteoblast cells, International Journal of elde etmek mümkün. lanan bölgede düzenli ve belirli miktarda, Biological Macromolecules 49 (2011) 838-846. etkin ilaç salımı sağlayabiliyor. Bu sayede, Bhardwaj N., Kundu S.C., Electrospinning: A fascinating Elektroeğrilmiş ipliklerin ağsı yapısı, pi- hem doz aşımının hem de ilaçların yan et- fiber fabrication technique, Biotechnology yasadaki damar stentlerine, sinir tedavi ka- kilerinin önüne geçilebiliyor. Advances 28 (2010) 325-347. nallarına ve ameliyat ipliklerine benzediği Wang X., Ding B., Yu J., Wang M., Engineering biomimetic için, elektroeğirme tekniğinin pahalı olan Gelecekte elektroeğirme: Elektroeğir- superhydrophobic surfaces of electrospun nanomaterials, ve uzun zaman alan mevcut üretim süreç- me tekniğinin sağladığı avantajları keş- Nano Today 6 (2011), 510-530. lerinin yerini alması muhtemel görünüyor. feden araştırmacılar, bu tekniği kullana- Grafahrend D., Heffels K.H., Beer M.V., Gasteier P., Möller M., rak elde ettikleri farklı fiziksel ve kimya- Boehm G., Dalton P.D., Groll J., Degradable polyester Elektrostatik alanının gücü karşısında sıvı sal özelliklere sahip malzemelerden olu- scaffolds with controlled surface chemistry c gözle görülemeyecek kadar ince ipliklere dönüşüyor. şan ipliksi yapıları, gofret katmanları gibi ombining minimal protein adsorption with specific üst üste ya da iç içe geçmiş borular halinde bioactivation, Nature Materials 10 (2011) 67-73. tasarlamanın yollarını arıyor. Bunun yanı http://www.ipi-singapore.org sıra, uygulanan elektrik alan yönlendirile- rek veya iplikleri toplayıcı plaka maskele- nerek, elektroeğrilen ipliklerin yönlendi- rilmesi ve çeşitli desenlerde yapılar elde edilmesi mümkün. Bu sayede hücrelerin üretilen malzeme üzerinde belirli bir yön- de üremesi ve yayılması, dolayısıyla ihti- yaca yönelik doku motiflerinin oluşturul- ması sağlanabiliyor. Gelecekte elektroe- ğirme tekniğiyle, içi belirli bir hastalığın 82

POPÜLER BİLİM KİTAPLARI Başvuru Kitaplığı

Sağlık Doç. Dr. Ferda Şenel İdrar Kaçırma Gün içerisinde böbrekler yaklaşık olarak da- sane derhal kasılır ve işeme gerçekleşir. Refleks mesane) gibi işlevsel bozukluklardır. Mesane kikada 1 mililitre idrar üretir. Geceleri, özel- işeme denilen bu durum, işeme alışkanlığının kası hayli aktif çalışır ve içeride çok az idrar ol- likle uykuda olduğumuz dönemde idrar yapı- kazanıldığı 2-3 yaş aralığına kadar devam eder. sa bile hemen kasılarak mesaneyi boşaltmaya mı azalır. İçtiğimiz su miktarına göre değişse çalışır. Kişinin kontrolü dışında, istemsiz olarak de, günde ortalama 1,5 litre idrar oluşur ve de- İdrar kontrolü yaşamın ilk 5 yılında tamam- başlatılan bu kasılmalar ani idrar kaçırmaya yol polanmak üzere idrar kesesine, yani mesaneye lanır. Bu yaştan sonra idrarın istemsiz olarak ya- açar. Kısaca, sıkışma tarzı idrar kaçırmada te- gönderilir. Mesane, leğen kemiği ile korunan, pılması idrar kaçırma olarak kabul edilir. İdrar mel mekanizma mesane kasının aşırı çalışması temel olarak kas yapısında bir kesedir. Mesane- kaçırma çok sık karşılaşılan, kişinin hayat kali- ve kontrolsüz kasılmasıdır. Bu tür kaçırmalarda, nin en önemli görevi idrarı depolamaktır. Her iki tesini düşüren ve araştırılması gereken bir du- ilk olarak altta yatan sebebin bulunması ve ona böbrekten gelen idrar mesanede biriktikçe me- rumdur. Avrupa’da 2006 yılında yaklaşık 19 bin yönelik tedavi verilmesi gerekir. Ek olarak, me- sanenin hacmi genişler, duvarı gerilir ve incelir. erişkin üzerinde yapılan bir araştırmada kadın- sane kasını gevşeten ilaçlar da hayli faydalıdır. Mesanenin depolayabileceği idrar hacmi yaşla ların % 3,1’inde, erkeklerin % 6,3’ünde idrar ka- birlikte artar ve kişiden kişiye farklılık gösterse çırma tespit edilmiştir. Ülkemizde 2009 yılında Stres tarzı idrar kaçırma özellikle kadınlar- de yaklaşık yarım litreye ulaşır. Mesaneye yak- 7800 kadın üzerinde yapılan bir araştırmada id- da çok sık rastlanan bir rahatsızlıktır. Genellikle laşık 150 mililitre idrar geldiğinde ilk idrar his- rar kaçırma oranı % 28,3 olarak bulunmuştur. orta yaşın üzerinde ve çok doğum yapmış ka- si oluşur. Mesanedeki idrar miktarı arttıkça sinir Aynı yıl Elazığ’da yapılan bir çalışmadaysa ka- dınlarda öksürürken, hapşırırken veya gülerken uçları duvardaki gerilimi algılar. Mesane duva- dınların % 46’sının idrar kaçırdığı belirlenmiş- ani idrar kaçırma şeklinde görülür. Mesane ta- rındaki gerilimi algılayan sinir sistemi, idrar tut- tir. Ülkemizde 20 yaş üzeri kadın sayısı yakla- banını destekleyen kasların gevşemesi ve bu- mayı sağlayan kapakçığı (sfinkter) uyararak ka- şık 24 milyondur ve bu durumda yaklaşık 6 mil- na bağlı olarak mesanenin aşağı doğru sark- sılmasını sağlar. Bu sayede kişi, uygun koşullar yon kadının idrar kaçırdığı tahmin edilmekte- ması stres tarzı idrar kaçırmanın oluşumunda- sağlanana kadar idrarını tutmayı başarır. Mesa- dir. Genellikle altta yatan çok önemli bir sebep ki temel mekanizmadır. Normal koşullarda id- ne gerektiğinde yarım litre idrar depolayabilse bulunmasa da idrar kaçırma, böbrek, mesane rar tutmayı sağlayan en önemli mekanizma- de 300-400 ml’nin üzerindeki miktar yoğun bir veya idrar yollarındaki çeşitli hastalıkların be- lar mesane çıkışında yer alan kapakçık ve me- işeme hissi oluşturur. Bu aşamada boşaltılama- lirtisi olarak da görülür. İdrar yolu enfeksiyonla- saneyle dış idrar kanalı (üretra) arasındaki açı- yan idrar, mesane içi basıncının tehlikeli şekilde rı, mesaneyi kontrol eden sinir liflerindeki veya dır. Mesane idrarla doldukça bu açı daralarak, artmasına ve ağrıya yol açar. mesane kaslarındaki bozukluklar, omurilik fel- kıvrılan bir hortum gibi, idrar tutmayı destekler. ci, mesane taban kaslarındaki gevşeme ve me- Ancak mesane aşağı doğru sarkınca bu açı ge- Gerektiği zaman idrarın boşaltılması me- sane çıkış darlıkları (örneğin prostat büyüme- nişler ve karın içi basıncı aniden artıran gülme, sanenin diğer bir görevidir. Kısaca mesanenin si) gibi sebeplere bağlı olarak idrar kaçırma gö- hapşırma gibi durumlarda idrarı tutmak zorla- temel iki görevi vardır: Depolama ve boşalt- rülebilir. İdrar kaçırma şeker (diyebetes melli- şır. Bu durumun tedavisinde, o bölgedeki kas- ma. Depolanan idrarı, miktarına göre günde tus) veya Alzheimer gibi hastalıkların da belir- ları güçlendiren egzersizler ve bazı ilaçlar kul- 4-6 kez boşaltırız. Boşaltma için ilk şart mesa- tisi olabilir. lanılabilir. Ancak bu şekilde tedavi edilemeyen nedeki doluluğun hissedilmesidir. Gerilen me- durumlarda sarkan mesanenin ameliyatla yu- sane kası sinir uçlarını uyararak beyne sinyal- İdrar Kaçırma Türleri karı kaldırılması gerekir. ler gönderir ve idrar hissi oluşur. Sıkışıklık his- sini algılayan beyin, koşullar uygunsa idrar bo- İdrar kaçırma (inkontinans) değişik tarzlar- Taşma (overflow) türü idrar kaçırmadaki te- şaltmayı başlatmak için gerekli sinyali gönderir. da kendini gösterse de, gece ve gündüz kaçır- mel bozukluk mesanenin yeterince idrar bo- Boşaltma öncesi, mesane çıkışında yer alan ve maları olarak iki temel gruba ayrılır. Gece kaçır- şaltamamasıdır. İçindeki idrarı boşaltamayan beynin istemli kontrolünde olan kas yapısında- maları (enürezis noktürna) genellikle çocukluk mesane giderek genişler ve büyük bir balo- ki kapakçığın (sfinkter) gevşemesi yani açılma- çağında görülür ve ergenlik sonuna kadar ne- na benzer. Genişleme sonucunda incelen kas- sı gerekir. Bu kapakçık açıldıktan sonra mesane redeyse tamamen geçer. Gündüz kaçırmaları lar artık içerideki idrarı yeterince pompalaya- duvarını oluşturan kaslar kasılarak içerideki id- sıkışma, stres, her ikisinin karışımı (mikst), taş- maz ve mesanede sürekli idrar kalmaya baş- rarı boşaltır. İyi bir boşaltma sonrası ideal olarak ma (overflow) ve sürekli (total inkontinans) ol- lar. Mesanede biriken idrar belirli bir miktarı ge- mesanede hiç idrar kalmamalıdır. İşeme sonra- mak üzere farklı şekillerde görülebilir. En sık çince, taşma tarzında kendiliğinden dışarı çıkar. sı içeride kalan idrar miktarının 100 ml’nin üze- karşılaşılan sıkışma tarzı idrar kaçırmada (urge Mesane kasının pompalama yeteneğini bozan rinde olması sakıncalı bir durumdur. Mesane- inkontinans) kişi idrarını hisseder ancak tuva- hastalıklar veya mesane çıkışındaki tıkanıklık- nin depolama ve boşaltma işlevleri bebeklerde lete yetişene kadar aniden kaçırır. Yapılan araş- lar mesanenin boşaltma işlevini engelleyerek ve bezli çocuklarda omuriliğin kontrolündedir. tırmalar kadınlarda idrar kaçırmaların % 42’si- bu tür idrar kaçırmalara yol açar. Örneğin ba- Mesane genişlediğinde oluşan sinyaller, mesa- nin, erkeklerdeyse % 24’ünün sıkışma tarzı ol- zı prostat hastalarında idrar yeterince boşaltıla- ne sinirleri yoluyla omuriliğe ulaşır. Bu yaş gru- duğunu göstermiştir. Her yaş grubunda ve cin- madığı için mesane genişler ve içeride kalan id- bunda, omurilikteki sinyaller beyne gönderil- siyette görülebilen bu tür idrar kaçırmanın alt- rar ancak taşma şeklinde boşalır. Bu tür durum- meden hızlı bir şekilde işeme komutu oluştu- ta yatan sebepleri genellikle idrar yolu enfek- larda mesanenin sonda takılarak boşaltılması rulur ve mesaneye gönderilir. Komutu alan me- siyonları veya mesanenin aşırı çalışması (aktif ve en kısa zamanda altta yatan hastalığın teda- vi edilmesi önem taşır. 84

Bilim ve Teknik Ekim 2012 [email protected] Mesaneye gelen idrarın hiç biriktirileme- betmesi veya kapakçık mekanizmasının bozul- Mesane Sakral den dışarı akması, yani kişinin idrarını hiç tuta- ması da idrar kaçırmaya yol açar. Mesane kas- sinir uyarıcısı maması durumuna sürekli idrar kaçırma (total ları pompalama görevini yeterince yerine ge- inkontinans) denir. Mesane çıkışında yer alan tiremezse (tembel mesane) idrar fazla miktar- Elektrod kapakçığın çalışmaması durumunda idrar bi- da birikir ve taşma tarzında idrar kaçırma gö- riktirilemez ve sürekli akar. Sürekli idrar kaçır- rülebilir. Ayrıca boşaltılamayan ve mesanede Mesane (sakral) maya yol açan şey, kapakçığı oluşturan kas- uzun süre bekleyen idrar, bakteriler için uygun sinirleri ların doğuştan gelişmemiş olması veya son- bir üreme ortamı hazırlar. Bu nedenle tembel radan hasar görmesidir. Bazen prostat ameli- mesanesi olan kişiler hayli sık idrar yolu enfek- nın akşam yemeğine, yani en geç 19:00’a ka- yatlarından sonra kapakçığın hasar görmesine siyonuna yakalanır. Tembel mesanenin tedavi- dar karşılanması gerekir. Diğer bir önlemse ge- bağlı sürekli idrar kaçırma görülebilir. Tedavi, sinde, kasılmayı artırıcı bazı ilaçlar kullanılsa da celeri en az bir kez uyandırılmalarıdır. Bu öne- altta yatan sebebe göre yapılsa da, ameliyat- mesanenin düzenli aralıklarla sonda yardımıy- rilere en az bir ay uyularak günlük bir idrar ka- la mesane çıkışına yerleştirilen suni kapakçık- la boşaltılması gerekebilir. çırma takvimi çizilmesi önerilir. Takvimde, ku- lar sürekli idrar kaçırmanın etkin çözümü ola- ru kalınan günler güneş veya gülen bir yüz çi- rak kabul edilmektedir. Son yıllarda, mesane kaslarının kontrolünü zerek işaretlenir. Bu çizimler, çocuklar için hem ve düzenli idrar boşaltılmasını sağlamak ama- eğlenceli hem de bir bakıma kendilerini ödül- Mesane İşlev Bozukluğu cıyla mesane sinirlerini uyaran elektrotların kul- lendirme olur. Ek olarak, tedavinin gidişi hak- (Nörojenik Mesane) lanımı gündeme gelmiştir. Bu tedavinin ama- kında hekime hayli yararlı bilgiler de sağlar. cı, mesanenin aşırı aktif olduğu veya yeterli id- Mesaneyi kontrol eden sinirlerde, kaslarda rar boşaltılamadığı durumlarda mesane sinirle- Sıvı kısıtlaması ve geceleri uyandırma ile veya idrar kapakçığındaki herhangi bir soru- rine dışarıdan gönderilen sinyallerle idrar kont- azalmayan idrar kaçırmalarında daha ileri te- na bağlı olarak mesanenin uygun çalışmama- rolünü sağlamaktır. Kalça bölgesinde vücut içi- davi yöntemleri gündeme gelir. Alarm pe- sı durumuna nörojenik mesane denir. Mesane- ne yerleştirilen küçük bir cihaz mesane sinirleri- di bunlardan biridir. Gece yatmadan önce ço- yi kontrol eden sinirlerin doğuştan hasarlı ol- ne uyarıcı elektrik sinyalleri gönderir. Sakral sinir cuğun iç çamaşırına, başucunda duran bir ması, mesane çıkışında doğuştan veya sonra- uyarıcısı denilen bu cihazın gönderdiği sinyaller alarma bağlı bir algılayıcı yerleştirilir. Çocu- dan oluşan tıkanıklıklar, omurilikte oluşan tü- sayesinde mesanedeki aşırı çalışma veya istem- ğun iç çamaşırı ıslandığı zaman algılayıcı bu- mörler veya zedelenmeler, mesane kasını etki- siz kasılmalar engellenebilir. Ek olarak, pompa- nu alarm cihazına iletir ve alarm çalmaya baş- leyen kas ve sinir hastalıkları (örneğin multip- lama yeteneğini azalmış olan tembel mesane lar. Çocuğun her idrar kaçırmasında çalan alar- le skleroz) nörojenik mesaneye yol açarak me- kaslarını da bu elektrotler sayesinde çalıştırmak mın birkaç hafta içerisinde çocukta şartlı ref- sane işlevini bozar. Bu tür durumlarda idrar ye- mümkün olabilmektedir. leks oluşturması hedeflenir. Bu sayede, iler- terince depolanamaz veya yeterince boşaltıla- leyen günlerde çocuğun daha idrar kaçırma- maz. Mesane işlev bozuklukları kişinin idrar ka- Gece Kaçırması dan kendiliğinden uyanması ve idrarını yap- çırması veya zor idrar yapmasıyla kendini gös- (Enürezis Noktürna) ması sağlanır. Ancak bu yöntem her çocuk- terir. İdrar kaçırma şikâyetinin mesane işlev ta başarılı olmaz. Özellikle uykusu çok ağır bozukluğuna bağlı olup olmadığını belirlemek Beş yaşından sonra geceleri alt ıslatma du- olan çocuklarda alarm genellikle yetersiz kal- için bazı tetkiklerin yapılması gerekir. Mesane rumuna “enürezis noktürna” denir. Geceleri id- maktadır. Tüm bu yöntemler başarısız kalır- işlevini değerlendirmenin en kesin yolu, mesa- rar kaçırma değişik toplumlarda % 10-25 ara- sa ilaç tedavisi gündeme gelir. Mesane ka- ne içi basıncı gösteren ürodinami tetkikidir. Bu sında değişen sıklıkta görülür. Geceleri idrar sı üzerinde etkili olan veya geceleri böbrek- tetkikte, mesane içerisine yerleştirilen bir kate- kaçırma her sene giderek seyrekleşir ve ergen- te idrar yapımını azaltan ilaçlar hayli etkilidir. ter aracılığıyla, dolarken ve boşaltırılken mesa- lik sonuna kadar % 99 oranında kendiliğinden Ancak bu ilaçlar kalıcı bir etki sağlamayabilir ne içindeki basınç ölçülür. Basıncın ani yüksel- kaybolur. Bu rahatsızlığın sebebi tam olarak bi- ve bırakıldığında kaçırma tekrar başlayabilir. mesi veya yeterince yükselmemesi mesanede linmese de kalıtımsal olduğu düşünülmekte- işlev bozukluğunun belirtileri arasındadır. dir. Bu çocukların % 80’inden fazlasında anne- TKoazyunna,kMlar., Ayrancı, U., Unsal, A., “Prevalence of urinary de veya babada da çocukluğunda idrar kaçır- incontinence among women and its impact on quality of life in Yapılan ürodinami tetkiki sonrasında, me- ma öyküsü vardır. Eskiden bu rahatsızlığın kö- aOOsbnesumter,tirrRiuc.rvIanelvaaerrsektai.g, oa“PftiWroenve,asCtleeinrltnc6eT7au,nSrdkayeryıis”4,k,Gsf.ya2cn4teo1cro-s2loo4gf9icf,e2am0n0ad9le. urinary sane işlev bozuklukları aşırı aktif (spastik) veya keninde psikolojik etkenlerin ilk sırada rol oy- UESincurchoroorlonöpgtdeiynea,rneC,nAAiclt.esvs1ioe6nc,aeiSraakatsiy,toıeGnr6un,oisdfT.eUu5lir6rnko6ee-lsoy5og”6,ny9I,n,U22te0r0ri10nn09aa..rtiyoInnacloJnotuinrnenalceo,f tembel (flask) mesane olarak iki temel gruba nadığı düşünülüyordu. Günümüzdeyse bu so- Arıkan, N., “Nörojenik mesane hastalıkları”, ayrılır. Aşırı aktif mesane istemsiz olarak kasılır runa, sinir sisteminin ilgili bölümünün gelişi- MTeamtzeellÜ, Kro.lEoj.i,,Lsu. 5x1, 5P.-,5H24eu, 2e0r,1S1.,. Besendorfer, M., Zhang, W., ve kişi uzun süre idrar tutamaz. Bu tür mesane- mindeki yavaşlamanın yol açtığı düşünülüyor. “Sacral nerve stimulation for fecal incontinence: long-term de iç basınç yüksek, kapasiteyse küçüktür ve Gece kaçırmaları nadiren böbrek ve idrar yol- Soauytcıo6m, se.”6,3C6o-l6o4re1c,t2a0l0D9isease Journal, Cilt 11, idrar yeterince depolanamaz. Mesane içi ba- larındaki bazı hastalıkların belirtisi de olabilir. sıncın yüksek olması zamanla böbrekleri etki- Bu nedenle gece kaçırması olan kişilere idrar leyerek şişmeye (hidronefroz) ve işlev kaybına tetkiki ve ultrasonografi yapılması gerekir. Alt- yol açar. Spastik mesanede genellikle sıkışık- ta yatan bir anormallik saptanmazsa tedaviye lık tarzında idrar kaçırma görülür. Mesane ka- başlanabilir. Tedavinin ilk basamağı akşam ye- sını gevşeten ilaçlar tedavinin temelini oluştu- meğinden sonra sıvı tüketiminin sınırlanma- rur. Mesane kasının pompalama özelliğini kay- sıdır. Enüretik çocuklarda günlük sıvı ihtiyacı- 85

Türkiye Doğası Dr. Bülent Gözcelioğlu Fauna Türkiye Kemiricileri 86

Bilim ve Teknik Ekim 2012 [email protected] Dünyadaki memeli hayvan türlerinin Kemiricilerin köpek dişleri yoktur, ancak neredeyse yarısını kemirici türleri oluşturur. hem alt hem de üst çenelerinde Yaklaşık 4600 memeli türünden 2000 köksüz kesici dişler vardır. Bu dişler devamlı kadarı kemirici türleridir. Bu durum ülkemiz büyüme özelliğine sahiptir. Kemiriciler için de geçerli. Türkiye doğasında yaşayan bu nedenle sert cisimleri kemirerek devamlı 165 civarında memeli türünden 68’i kemiriciler dişlerini törpüler. Eğer törpülemezlerse türleri: Sincaplar, araptavşanları, fareler, ya da çenedeki dişlerden biri düşerse o dişe sıçanlar, koşarfareler, körfareler, yediuyurlar, karşılık gelen diş devamlı büyür. Bir süre sonra oklukirpiler, su maymunları. Bunlardan kiminin ağzı açılamayacak hale gelen hayvan ölür. soyu tehlikede, kimi çok bol bulunuyor, kimi tarım zararlısı, kimi de sadece ülkemizde Kemiricilerin doğadaki en önemli rolü yaşıyor. Örneğin Toros yer sincabı, Doğramacı yırtıcıların çoğunun ana besini olmalarıdır. tarla faresi, Anadolu tarla faresi, Silifke dikenli Bu nedenle “doğanın et deposu” olarak da faresi gibi türler sadece ülkemizde yaşar. tanımlanırlar. Ancak yırtıcı (yılanlar, atmaca, şahin gibi kuşlar) sayısının herhangi bir nedenle azalması sayılarının aşırı artmasına ve zararlı hale gelmelerine neden olur. Büyük fotoğraf: Prof. Dr. Bayram Göçmen (Microtus socialis - Küçük tarla faresi) Küçük fotoğraf: Dr. Bülent Gözcelioğlu (Mesocricetus auratus - Heybeli sıçan) Kaynak Demirsoy, A., Yiğit, N., Çolak, E., Sözen, M., Karataş, A., Rodents of Türkiye (Türkiye Kemiricileri), Meteksan Co., 2006. 87

Türkiye Doğası Dr. Bülent Gözcelioğlu [email protected] Doğa Tarihi SAu ygırlarıTarihÖncesiAnadolu’nun Tarih öncesi Anadolu’nun biyoçeşililiğinde bu ay hem karada hem de suda yaşayan su aygırlarını ele alıyoruz. Su aygırları hayvanat bahçelerinde görüldüklerinde bile en çok ilgi çeken hayvanların başında gelir. Özellikle kaba ve tıknaz vücut yapıları, çok fazla açabildikleri ağızları, açıp kapatabildikleri burun delikleri, ince ve pempemsi derileri, su içine dalıp beklemeleri, büyük gözleri ve kafa yapılarıyla dikkat çekerler. Otçul olan su aygırları, günümüzde karada yaşayan memeli hayvanlar arasında filden ve gergedandan sonra en büyük memeli hayvandır. Erkekleri dişilerine göre daha iri olan su aygırları 3200 kg ağırlığa, 540 cm uzunluğa erişebilir; vücut yükseklikleri de 165 cm kadar olabilir. Durgun ya da yavaş akan nehirlerin, göllerin olduğu bölgelerde yaşarlar. Zamanlarının çoğunu su içinde geçirirler. Bilimsel adları olan Hippopotamus “nehir atı” anlamına gelir. 88

Bilim ve Teknik Ekim 2012 Ülkemizdeki su aygırı (Hippopotamus sp) fosilleri Reşadiye (Muğla), Karain (Antalya), Akkaya (Ankara) civarında yapılan kazılarda bulunmuş. Pleistosen dönemine yaşlandırılan bu fosiller günümüzden 2 milyon yıl öncesine kadar yaşıyordu. Pleistosen’de iklim ve yaşam günümüze çok benziyordu. Eldeki fosil kayıtlara göre su aygırları, o dönemde diğer büyük memelilerle birlikte Afrika’dan Londra ve Avrupa’nın orta kesimlerine kadar olan alanlarda yaşıyorlardı. Çizim : Ayşe İnan Alican kKTaualnyınant,aıVskı.”l,,a“TrRüerşkaiydeiyJeeo(lMojiuBğülal)te’dnai,bCuillutn3m1,usş. 7o5la-7n7f,oAsiğluHsitpopso1p9o8ta8m. us alt çene 89

Bilim Tarihinden Prof. Dr. Hüseyin Gazi Topdemir Yansımaİslam Dünyasında Geometrik Optik Çalışmaları-1: Normal Gelen ışın Yansıyan ışın 00 Işığın parlak yüzeylerden örneğin aynadan yansıması, yansıma aracılığıyla görmenin nasıl oluştuğu, oluşan bu 0=0 görüntülerin algılanmasında ortaya çıkan görme kusurla- rının incelendiği yansıma optiği, diğer adıyla katoptrik İs- Düzlem aynada yansıma lam dünyasında erken dönemlerden itibaren başarıların kazanıldığı bir disiplindir. Antik Çağ bilgi mirasını ciddi bir ya girişmeksizin yansımanın ikinci kanununu ifade ede- biçimde irdeleyen Müslüman entelektüeller, diğer disip- bilmiştir. Antik Çağ’da Eukleides’ten sonra yansıma konu- linlerde olduğu gibi bu alanda da geometri ve deneye da- sundaki ikinci önemli adımı, yaptığı teknik çalışmalarla bi- yalı çalışmalar gerçekleştirmiş, kısa sürede önemli başarı- lim tarihinde seçkin bir yer edinen ve İskenderiye Mekanik lar elde etmiştir. Konunun geometrik yoldan ele alınma- Okulu’nun son temsilcisi olan Heron atmıştır. sının temellerini Eukleides atmış, herhangi bir kanıtlama- Yansıma Aracılığıyla Görme İslam dünyasında yansıma optiği konusunda çalışan lı olağanüstü bir makale kaleme aldı. Makalenin girişi ko- bilim insanları geleneksel tanımdan hareketle, yansımayı nuyu yeterince aydınlatmaktadır: bugünkü anlamıyla değil bir görme problemi olarak, par- lak yüzeyler aracılığıyla görmenin nasıl gerçekleştiğinin “Işık nedir?” sorusunun araştırılması doğa bilimlerinin, deneysel ve geometrik araştırması olarak anladılar. Bu, “ışık nasıl yayılır?” sorusu ise ışığın doğrular boyunca ya- aslında esas itibarıyla yanlış olmayan bir anlayıştır. Çün- yılıyor olması nedeniyle, matematiksel bilimlerin bilgisi- kü her ne kadar konu sadece görmeyle sınırlandırılmış ni gerektirir. Benzer şekilde “ışın nedir?” sorusu doğa bi- görünse de, modern yansıma optiğinin ele aldığı bütün limlerine, form ve görünüşlerinin incelenmesi ise mate- konular tek tek incelenmiştir. Daha dikkat çekici olan ise matiksel bilimlere aittir. Işığın nüfuz edebildiği nesneler- yansıma aracılığıyla görmenin nasıl gerçekleştiğini belir- de de durum aynıdır. “Saydamlık nedir?” sorusu doğa bi- lemek için deneysel incelemeler yapılması, bu deneyler- limlerinin konusunu oluştururken, “Işık saydam nesneler- de kullanılan çeşitli ayna türlerinin yapım tekniklerinin de de nasıl yayılır?” sorusu matematiksel bilimlerin konusu- kaleme alınmasıdır. Yukarıda değinildiği üzere, yansıma- na girer. Bundan dolayı ışık, ışın ve saydamlığın araştırıl- nın ikinci kanunu Grekler tarafından geometri aracılığıy- ması hem doğa hem de matematiksel bilimler kategori- la ifade edilmişti, ama gelen ışığın normalle yaptığı açının si altına konulmalıdır. yansıyan ışığın normalle yaptığı açıya eşit olmasının ne- denine değinilmemişti. Bu nedenle yansıma kanununun İbn el-Heysem’in düşüncelerinin ayrıntılarına girme- nedensel açıklamasının ilk kez İslam dünyasında yapılma- den önce, konu hakkında Fî el-Alât el-Muhrikâ (Yakan Araç- sı bilimin gelişim sürecinde önemli bir evre oluşturur. lar Üzerine) adlı uzun bir makale kaleme almış olan Ebû Sa’d el-Ali İbn Sahl’dan (10. yüzyıl) söz etmekte yarar var. 9. yüzyıldan itibaren yansıma optiği konusunda dikkat Fî el-Alât el-Muhrikâ (Yakan Araçlar Üzerine) ilk örneklerine çeken çalışmalara rastlanan İslam dünyasında, başta el- Greklerde rastlanan ve özellikle çukur aynaların ışık ışınla- Kindî olmak üzere birçok bilim ve düşün insanının da aynı rını bir noktaya toplama özelliğine yönelik araştırmaların konuyla ilgilenmesine karşın, konuyu sistemli, tutarlı, de- devamı niteliğindedir. İslam dünyasında geometri alanın- ney ve matematiğin ışığında irdeleyen İbn el-Heysem ol- da elde edilen başarılar ışığında yeniden ele alınan konu, du. Bu kuşkusuz bir tesadüf değildi. Çünkü İbn el-Heysem kuşkusuz Grek’te ulaşılan düzeyin çok ötesine taşınmıştır. bir ışık uzmanıydı ve ışığın incelenmesi için doğasının çok Son zamanlarda yapılan araştırmalar İslam dünyasında İbn iyi kavranması gerektiğini biliyordu. Bu bilgilerinin tari- el-Heysem öncesi optik çalışmalarının düşünülenden da- he geçmesini sağlamak için Risâle fî Dav (Işık Üzerine) ad- ha ileri bir düzeyde olduğunu açıkça göstermiştir. Bu erken başarıya katkı sağlayanlardan biri de İbn Sahl’dır. 90

Bilim ve Teknik Ekim 2012 [email protected] İbn el-Heysem, optik tarihinin klasikleri Bu analojiye dayalı usa vurmayla konu- arasına girmiş olan ünlü Kitâb el-Menâzır (Op- yu ayrıntılandıran İbn el-Heysem, yansıma- tik Kitabı) adlı çalışmasının dör­düncü, beşin- da söz konusu olan gelme ve yansıma açıları- ci ve altıncı bölümlerinde ışığın yansıması ko- nın (şekildeki α açıları) eşit olduğunu belirten nusunu ayrıntılı bir şekilde incelemektedir. Bu yansımanın birinci kanununun açıklanması- bölümlerde konunun gereği olarak yansıma- na ve doğruluğunun kanıtlanmasına geçmiş- nın incelenmesinde kullanılacak bir aletin ya- tir. İbn el-Heysem, öncelikle hem geliş hare- pılışını ve nasıl kullanılacağını da açıklamak- ketinin sahip olduğu kuvvete, hem de yansı- tadır. Bu alet yardımıyla o dönemde yaygın tan nesnenin geri itme kuvvetine bağlı ola- olarak bilinen silindir, koni ve küre şeklinde- rak yansıyan ışığa etki eden kuvvetleri açık- ki aynalarda oluşan yansıma durumlarını ve lamaya çalışmıştır. Serbest düşme, bir yüze- Greklerin sadece tarif etmekle yetindiği yan- ye dik, yatay veya herhangi bir eğimle gelme sıma kanunun bütün ayna çeşitlerinde geçer- gibi mekanik hareket türlerinde ortaya çıkan li olduğunu, deneysel ve nedensel olarak çok durumlarla bağlantı kurarak konuyu açıkla- sayıda örnek durumla kanıtlamıştır. maya çalışan İbn el-Heysem, üç farklı hare- ket belirleyip her birini deneysel olarak irde- İbn el-Heysem’in dikkat çeken başka bir lemiştir. yönü de, kendinden ışıklı ve ışıklandırılmış nesnelerin ışıklarının, yani birincil ve ikincil IşınGelen Normal Dikey Geliş ışık kaynaklarının yaydığı ışıkların yansıma- Modern optiğin kurucusu İbn el-Heysem. sı durumunda yansıma kanununun neden- Eğimli Geliş Yansıyan Işın İbn el-Heysem, modern dönem öncesinde optik problemlerini sel analizini yaparken, konuya yeni bir yakla- Yatay Geliş bilimsel temellerde inceleyen ve ilkelerini koyan ilk bilgindir. şım getirmesidir. Buna göre ışık, yansıtıcı nes- αα nelerde bulunan karşı koyma gücünden dola- İbn Sahl’ın yakan aynalara gösterdiği ilgi- yı yansımaya uğramaktadır, bu güç pürüzsüz AYNA nin odağında, Arkhimedes’in Roma donanma- nesnelerde pürüzlülere oranla daha fazladır. sı gemilerini çukur ayna yardımıyla bir nokta- Bunun nedeni de pürüzsüz nesnelerin ışığın İbn el-Heysem’in yansıma kanunu kanıtlaması ya odakladığı Güneş ışığıyla yakmasına benzer dağılmasına izin vermeyecek şekilde yapılmış bir yakma problemi vardır. Amaç Güneş’ten olmasıdır. Buradan hareketle, bu türden pü- Yatay Bileşen Normal Yatay Bileşen gelen ışıkları çukur ayna yardımıyla belir- rüzsüz nesnelerde gerçekleşen optik yansı- li bir noktaya yansıtarak orada bulunan yanı- manın bu nesnelerin sertliğinden dolayı de- Dikey Bileşen Gelen Işın Yansıyan Işın Dikey Bileşen cı bir nesneyi yakmaktır. Belki ilk anda eğlen- ğil, kısımlarının sıkılığından dolayı gerçekleş- celi gelen bu durum, aslında yansıma kanunu- tiğini, örneğin suyun da ışığı yansıttığını fakat nun çukur aynada nasıl gerçekleştiğinin geo- katı olmadığını belirtmektedir. metri aracılığıyla belirlendiğini bilmeyi gerek- tirdiği için dikkat çekicidir. Düzlemlerde, para- αα bolik ve küresel parlak yüzeylerde yansımanın nasıl oluştuğu bilgisini irdeleyen İbn Sahl, fark- AYNA lı açılarla gelen Güneş ışınlarının yansıma du- rumlarını ve konumlarını geometrik olarak be- İbn el-Heysem’in hızlar dörtgeni açıklaması lirlemiştir. Bu başarı bütün dikkatini ışık konu- sunda yoğunlaştırmış olan İbn el-Heysem ta- Mekanik yansıma Bunlardan birincisi yüzeye 90o’lik açıyla rafından bütün yansıma problemlerini kapsa- gönderilen bir nesnenin hareketine ilişkindir. yacak şekilde tam anlamıyla çığır açıcı bir ko- Bu son derece nitelikli usa vurmanın ardın- Yaptığı gözlem sonucunda İbn el-Heysem, numa taşınmıştır. dan, İbn el-Heysem bütünüyle mekanik çar- bu durumda yüzeye gelme ve yansıma hare- pışma ve etki-tepki ilişkisi bağlamında, meka- ketinin aynı hat üzerinde gerçekleştiğini be- Ahşap Blok Bakır Levha nik yansımayla optik yansıma arasında analo- lirlemiştir. ji kurma yoluna gitmiştir: Çarpışma durumun- Gelen Işık Yansıyan Işık da, çarpan nesne ile geri dönen kuvvet, çarpışı- İkinci hareket ise nesnenin bir yüzeye ya- Yansıma ölçme aleti lan nesnenin sertlik derecesine bağlıdır. Bu du- tay olarak gönderilme durumudur ve bu du- Ayna rumda İbn el-Heysem’e göre mekanik yansı- rumda nesnenin hareketinde herhangi bir mada söz konusu olan sertlik ve yumuşaklık, değişim söz konusu olmamaktadır. optik yansımada düzgünlük ve pürüzsüzlüğe karşılık gelmektedir. Üçüncü durumda söz konusu olan hare- ket ise bir nesnenin yüzeye herhangi bir açıy- la gönderilmesidir. İbn el-Heysem bu hareke- tin ilk iki durumdan farklılık gösterdiğini gör- müştür. Bu üçüncü durumdaki asıl dikkat çe- kici yön, gelme ve yüzeyden ayrılma hareket- lerinin birbirine eşit açılarla gerçekleşmesidir. 91

Bilim Tarihinden İbn el-Heysem mekanik yansımaya ilişkin elde edilen ilkelerin optikte kullanılması de- sen üzerindeki bir noktaya yansır. Bu problem bu örneklerden hareketle optik yansıma du- nemesini daha önce Antik Çağ’da Heron yap- optik tarihine “İbn el-Heysem Problemi” ola- rumunda da üç temel hareket olması gerekti- mış ve çok açık bir biçimde mekanik yansıma- rak geçmiştir. ğine karar vermiştir. Bunlardan birincisi ışığın da söz konusu olan ilkelerin, ışığın hareketine ayna yüzeyine dik olarak, ikincisi teğet olarak, uygulanabileceğini bildirmiştir. Ancak onun İbn el-Heysem’den sonra İslam dün- üçüncüsü de yüzeye 0o ile 90o arasında deği- bütün değerlendirmeleri sadece benzetim yasında yansıma optiği konusunda kap- şen her hangi bir açıyla gelmesi durumudur. düzeyinde kalmış ve asla “bileşke kuvvet” samlı çalışmalar yapan başka bir bilim in- Birinci durumda ışık geldiği doğrultuda geri kavramından söz etmemiştir. İbn el-Heysem sanı da Kemâlüddîn el-Fârisî’dir (öl. 1320). yansır, ikinci durumda hiçbir değişime uğra- ise bütün mekanik yansıma ilkelerini dikka- Kemâlüddîn el-Fârisî Kitâb el-Menâzır’ı geliş- madan yoluna devam eder, üçüncü durumda te almakla birlikte, ilk kez günümüzde hızlar tirmek amacıyla kaleme aldığını belirttiği Ten- da geliş açısına eşit bir açıyla yansır. Peki ama dörtgeni adı verilen ve her hareketin bileşke kih el-Menâzır (Optiğin Düzeltilmesi) adlı ye- neden? İşte İbn el-Heysem’in optik tarihinde- kuvvetler doğrultusunda gerçekleştiğini ön- di bölümlü kitabının dördüncü bölümünü ki asıl başarısı da bu soruya verdiği yanıtta ve gören yaklaşımı, ışığın hareketine uygulamış- yansımaya ayırmıştır. Burada çok kısa bir gi- getirdiği açıklama biçiminde yatmaktadır. İbn tır. Hızlar dörtgeni yaklaşımı özgün bir yakla- riş yaptıktan sonra, konuyla ilgili olarak şun- el-Heysem’e göre, çok yüksek bir hızla hareket şımdır ve İbn el-Heysem’den sonra Descartes ları yazar: eden ışık ayna yüzeyine ulaştığında, yüzeyin (1596-1650) optikte, Galileo (1564-1642) ve sertliğinden ve parlaklığından dolayı, ne yü- Newton (1642-1727) ise fırlatılan nesnelerin “Gözün aynada algıladığı nesnenin ikincil zeyde durabilecek ne de yüzeye nüfuz ede- hareketinin açıklanmasında bu yöntemi ba- suretleri, doğrudan görmede algıladığı suret- bilecektir. Bu durumda, ışık doğal olarak baş- şarıyla kullanmıştır. ler gibi değildir. Çünkü göz doğrudan görme- langıçtaki hareketini oluşturan yapısını ve gü- de, nesneyle karşı karşıya bulunduğu her ko- cünü koruyacaktır. Bundan dolayı da, ayna ışı- İbn el-Heysem’e göre küresel sapınç ya da kostik eğri numda nesneyi doğrudan algılarken, yansı- ğı aynı eğim derecesiyle yansıtacaktır. Böyle- ma da belirli konumlarda algılar. (.....) Doğru- ce yansıma durumunda oluşan açıların ne- Bunun dışında, İbn el-Heysem’in çalış- dan görmede göz nesneyi o nesneden ken- den eşit olduğunun gerekçesini veren İbn el- masından farklı biçimlerde etkilenmiş bilim disine gelen ışıkla algılar. Aynı şey yansımay- Heysem, bu noktadan sonra asıl özgün açıkla- adamları da vardır. Bunlardan Roger Bacon’ın la oluşan görme için de geçerlidir. Eğer nes- masını oluşturur. Işık eşit açıyla yansımaktadır, (1214-1294) durumu dikkat çekicidir. Çünkü nenin sureti yansımayla göze gelirse, göz onu çünkü eğik geliş hareketi ve aynanın direnci o da yansıma konusunda mekanik fırlatma algılar.” birbirlerine doğrudan doğruya zıt değildir ve hareketi analojisine başvurmuş, ancak hiçbir böyle bir durumda düşme hareketi, yani ay- zaman gerçek anlamda optik yansımayı me- Bu alıntı, Kemâlüddîn el-Fârisî’nin optik na yüzeyine belirli bir açıyla gelen ışık ışınının kanik bir süreç olarak kavrayamamıştır. Opti- konusundaki üç temel değişmez ilkeyi doğru hareketi, biri dik diğeri de yüzeye paralel olan ğin Batı’da 13. yüzyılda, İslâm dünyasında 11. bir biçimde kullandığını göstermektedir: iki ayrı bileşenden oluşmaktadır. Ayna yüzeyi yüzyılda ulaştığı düzeye ulaşmadığı anlaşıl- 1. Göz, doğrudan görmede nesnelerin bi- birincisini tersine çevirdiği, ikincisini ise çevir- maktadır. mediği için açılar eşit kalır. Çünkü tersine çev- rincil, yansımayla görmede ise ikincil su- rilen dik bileşenin ve değişmeden kalan pa- İbn el-Heysem’in yansıma konusundaki retlerini algılar. ralel bileşenin bileşkesinden oluşan yansıma diğer bir başarısı da küresel sapınçla ilgilidir. 2. Doğrudan görmede, nesne bakış açısı- hareketi de, doğal olarak yine bu iki bileşenin Çukur bir aynada eksene koşut gelen bütün na (perspektife) göre algılanır, oysa yan- belirlediği düzlemde olacaktır. Yani ayna yü- ışınların tek bir noktada toplandığını, bundan sımada sadece belirli konumlarda algıla- zeyine gelen ışık ışınlarının normal ile yaptığı dolayı da bu tür aynaların ince kenarlı mer- nabilirler. açıya eşit bir açı yapacaktır. ceklerde olduğu gibi yakma özelliğine sahip 3. İster doğrudan isterse yansıma aracılı- olduğunu belirtmiştir. Ona göre, çukur bir ay- ğıyla olsun, göze dışarıdan bir şeyler gel- Bu açıklama tamamen yenidir ve opti- na Güneş’in tam karşısına, yani aynanın ek- mediği sürece algılama gerçekleşmez. ğin modern döneminden önce yansıma ol- seni ayna merkezinden başlayarak uzatıldı- Kemâlüddîn el-Fârisî bu belirlemelerine gusuna yönelik getirilmiş başarılı tek çözüm- ğında Güneş’in merkezinden geçecek şekil- dayanarak kitabının beşinci bölümünde, yan- dür. İbn el-Heysem’in açıklamalarından, gü- de yerleştirildiğinde, Güneş’ten çıkan ışınlar sımaya bağlı olarak oluşan algının nitelikleri- nümüzde hızlar dörtgeni adı verilen ve hem bu eksene paralel olarak aynaya gelir ve ek- ni ele almış ve şu düşünceleri ileri sürmüştür: gelen hem de yansıyan ışına etki ettiği düşü- nülen kuvvetleri ya da bileşenleri göz önüne Normal B D alan bir yöntem kullandığı anlaşılmaktadır. Normal Bu yönteme dayanarak İbn el-Heysem, konu- yu geometrik ve deneysel yoldan, ancak ne- Gelen Yansıma Yansıma Yansıma Yansıma densel olarak irdelemeyi ve açıklamayı başar- Işın Normal mıştır. AC Normal İbn el-Heysem’in bu kanıtlamasının teme- Kemâlüddîn el-Fârisî’ye göre çoklu yansıma linde yatan ilkeler aslında mekanik harekette ortaya çıkan yansımanın açıklanmasında kul- “Bilindiği gibi, ışıklı nesnelerin her bir nok- lanılan ilkelerdir. Mekanik hareket konusunda tasından, karşısında bulunan bütün yönlere doğru ışık yayıldığı açıklanmıştı. Eğer bu ya- yılan ışıklar parlak bir yüzeye ulaşırlarsa, yan- sımaya özgü kurallarla yansırlar ve bu durum- da tepesi o nesnede [ışıklı nesnede] ve ta- banı da ayna yüzeyinde olan bir koni oluşur. 92

<<< Bilim ve Teknik Ekim 2012 Daha sonra bu yüzeyden çıkan ışık da çevresindeki diğer A D nesnelere ulaşır. Eğer düştüğü yerde opak bir nesne var- sa, o nesneyi de aydınlatmış olur ve onun yüzeyine dü- R şen bu ışık da yansır. Ancak bu yansıyan ışık opak nesne- CY nin rengini de taşır. (.....) Yansımaya bağlı olarak ortaya çı- kan görme de, yansıyan bu ışınlarla göze gelen suretler- NG le oluşur. (.....) Işıklı nesneden çıkan ışığın koni oluşturma- sı gibi, yansıyan ışık da koni oluşturur.” E Kemâlüddîn el-Fârisî’nin yansıma kanununu tümsek aynada kanıtlaması Bu alıntıda dikkat çeken en önemli yön, Kemâlüddîn el-Fârisî’nin yansımayla ortaya çıkan görmenin geomet- Kemâlüddîn el-Fârisî bu kanıtlamayı (örneğin tümsek rik çizimleme yoluyla gösterilebileceğini ve ışığın ard ar- da defalarca (çoklu) yansımaya uğratılabileceğini dile ge- ayna için) gerçekleştirirken de aynı kuralın geçerli oldu- tirmiş olmasıdır. Daha sonra düz, çukur, tümsek, çukur si- lindirik, tümsek silindirik, çukur konik ve tümsek konik ğunu, yani görüntünün nesneden aynaya çizilen dikme aynalarda (7 tane) yansımayı uygulamalı olarak ele almış ve görüntü oluşumlarını her ayna için ayrı ayrı çizimler- üzerinde olduğunu belirtmektedir. Verdiği çizime daya- le göstermiştir. Düzlem aynada sunduğu kanıtlama şöy- ledir: narak bunu kanıtlamak olanaklıdır. Burada N Nes- Kemâlüddîn el-Fârisî’ye göre, A’dan C’ye yani yansıma ne, G Göz, Y Yansıma noktasıdır. N’den gelen noktasına gelen ışın [AC], geldiği açıya eşit bir açıyla yan- sır [CB]. A’nın görüntüsü de R’de ortaya çıkar. Çünkü düz- ışın, Y noktasında ayna yüzeyine değecek ve yansıma ka- lem aynada görüntü düz, aslına eşit ve aynanın içine gö- mülmüş gibi görünür. Yani görüntü, yansıyan ışın çizgisi- nunu gereği G’ye, yani göze yansıyacaktır. N’nin görüntü- nin aynanın içine doğru uzatılmasıyla, onu nesneden ge- len çizginin kestiği noktada ortaya çıkar. sü de gözden ayna yüzeyine çizilen dikmeyi (GR) nesne- DCE Yansıma kesiti (ayna) den ayna yüzeyine indirilen dikmenin kestiği noktada, B Göz yani R’de ortaya çıkacaktır. HC Normal Bütün bunlardan çıkarılabilecek sonuç şudur: A Nesne Kemâlüddîn el-Fârisî’nin verdiği bilgilerin tümü doğ- R A’nın görüntüsü HC ⊥ DCE, AC⊥CR, AR⊥ED’dir. ∠ ACH = ∠ BCH AC = CR ∠ ACE = ∠ BCD HC // ER rudur ve hemen hemen hepsi kendisinden önce Antik H Normal Çağ’da ve İslam dünyasında ortaya konulmuş bilgilerdir. Gelen Işın Nesne B Ancak onun anlatımıyla ayrıntı kazanmıştır. Örneğin her A Göz aynada yansıma kanunu ayrıntılı olarak gösterilmiştir. Fa- kat tamamıyla yeni bir katkı söz konusu değildir. Bu da Yansıyan Işın çok doğaldır, çünkü yansıma optiği çok kolay ve çabuk gelişen bir optik dalıdır ve bu nedenle gelişmesini erken tamamlaması mümkün olmuştur. Daha sonraki dönem- lerde Batı’da ortaya konulan gelişmeler incelendiğinde E aa D de bu açıkça görülür. C Yansımanın Birinci Kanunu: KBaaayrnmaaknlanr, J., “Abhandulung über das Licht von Quraishi, M. F., “Discourse on Light”, IAbnnnailv-eHrasaitrhya, mEd,. Geliş açısı yansıma açısına eşittir. Ibn al-Haitam”, (Arapça metin ve Almanca çevirisi) Proceedings of Celebrations of 1000th a=a GHGZeeraisartensvlclaths,rcrEdhi.fa,UtfAdtn,eiSCrvoeDiulrtsre3ciute6yts,,Bc11oh89oe87nk24iM..n oMrgeednielävnadl Sisccihenence, Hakim Mohammed Said, Hamdard National Foundation, 1969. R Görüntü ERdaş.iBd.,SR..G, Külra,sKikadAivmru, p2a0l0ı5M. odernitenin İcadı, Kemâlüddîn el-Fârisî’nin yansıma kanununu düzlem aynada kanıtlaması DKeamireâleül-dMdîencleils-Felâ-rMisaî,aTreifn,kHihayedl-aMraebnaâdz,ır1,9C2i8lt. II, TSDaoebpsrcdaae,rmAte.sirIt,.o,HSN.aGebwr.a,t“,oİAnb,.nOI.e,lldT-bHhoeeouyrrsineemes,o’1ifn9L6Iigş7ıh.kt From İLKNnieanspsadlrne,br,Se,1.rU9Hg8n,.9D,iv.İ.selCras.mi,tAyvoeTfİhCleimohri,iceÇasgeoovf,iVr1e9ins7i:o6İn.lhfaronmKuatllKueinr,dî to Üzerine Adlı Çalışması”, Belleten, Cilt 61, Sayı 230, Türk Tarih Kurumu, 1997. Telo-Mpdeenmâzirır, HA.dGlı.K, “iKtaebmı”,âAlü.dÜd.îİnlaehli-yFaâtrFisaîkvüeltTeesni kDihergisi, NÇeavs.r:,NS..HA.v,cİıs,lâKm. ’TduarBhialinm, Ave. ÜMneadle, nİniyseatn, , 1991. Necati Öner Armağanı, Cilt 40, 1999. Omar, S. B19.,7I7b.n al-Haytham’s Optics, Bibliotheca Tİbonpedle-Hmeiyr,sHem. G, A.,tMatüordkerKnüOltüptriğMinerKkuerzui,c2u0s0u2: . Islamica, 93

Zekâ Oyunları Emrehan Halıcı Sekiz Sayı Üç Sıralama Sayı Seçme 1’den 8’e kadar sayıları boş karelere Beş basketbolcu önce boylarına göre, Rastgele seçilecek her X adet tam sayı öyle yerleştirin ki, ardışık sayılar komşu sonra yaşlarına göre, daha sonra da forma (sayıların farklı olması gerekmiyor) arasından, (sağ, sol, üst, alt, çapraz) karelerde numaralarına göre sıralanır. toplamları 9’a kalansız bölünebilen Y adet bulunmasın. sayıyı seçmek her zaman mümkün olduğuna Her üç sıralamada da her basketbolcu göre, X ve Y en az kaç olabilir? Bu yerleşim kaç farklı biçimde yapılabilir? farklı yerlerde bulunduğuna göre bu durum kaç farklı biçimde gerçekleşebilir? Not: X ve Y sıfırdan büyüktür. Harf Kullanımı Örnek: Rakam Toplamları Pozitif bir tam sayının yazılışında bir harf Soru 3 basketbolcu için sorulmuş olsaydı en çok 6 kez kullanılmıştır ve 1’den 6’ya kadar cevap 12 olacaktı: 1’den X’e kadar olan sayılar bir kâğıda (1, 2, 3, ..., 6) her sayıda harf bulunmaktadır. yazıldığında kullanılan tüm rakamların Bu koşulu sağlayan en küçük sayı nedir? 1. durum: Boy: (A, B, C), Yaş: (B, C, A), Forma: (C, A, B) toplamı, X sayısının 10 katıdır. 2. durum: Boy: (A, B, C), Yaş: (C, A, B), Forma: (B, C, A) X sayısını bulunuz. Not: Harf sayılarının farklı olması gerekmiyor. 3. durum: Boy: (A, C, B), Yaş: (B, A, C), Forma: (C, B, A) Aynı soru 6 yerine 3 için sorulsaydı 4. durum: Boy: (A, C, B), Yaş: (C, B, A), Forma: (B, A, C) Örnek: cevap 21 olacaktı. 5. durum: Boy: (B, A, C), Yaş: (A, C, B), Forma: (C, B, A) 1’den 18’e kadar olan sayıların 6. durum: Boy: (B, A, C), Yaş: (C, B, A), Forma: (A, C, B) rakamlarının toplamı 90’dır. (“YİRMİ BİR” de “B”, “M”, “Y” birer kez, 7. durum: Boy: (B, C, A), Yaş: (A, B, C), Forma: (C, A, B) “R” iki kez, “İ” üç kez kullanılıyor.) 8. durum: Boy: (B, C, A), Yaş: (C, A, B), Forma: (A, B, C) Yıldızlı Pentagon 9. durum: Boy: (C, A, B), Yaş: (A, B, C), Forma: (B, C, A) 10. durum: Boy: (C, A, B), Yaş: (B, C, A), Forma: (A, B, C) Şekilde görülen yıldızlı pentagonda 11. durum: Boy: (C, B, A), Yaş: (A, C, B), Forma: (B, A, C) kaç adet üçgen sayabilirsiniz? 12. durum: Boy: (C, B, A), Yaş: (B, A, C), Forma: (A, C, B) ? ABAL HENIPOLO NEHEKJE TEVİL Geçen Sayının Çözümleri Üçgen, Kare, Dikdörtgen Küp b) 4 renk kullanılarak 506 birim kare 8 farklı biçimde boyanabilir. Şifre (22x23=506) Kartlar MANTIK Toplam alan = 508.732 birim kare 819.159 farklı dizilim Soru İşareti 20’nin 4. harfi M, 6’nın 1. harfi A, oluşturulabilir. 10’un 2. harfi N, 4’ün 4. harfi T, 23 Renkli Üçgenler 6’nın 4. harfi I, 8’in 3. harfi K a) 3 renk kullanılarak D22ört Parça 22 22 1 1 1 12 farklı biçimde boyanabilir. Kutu Yarışması 2 1 A)Teklif lehime 23 B)Teklif fark getirmiyor C)Teklif lehime Harf Sayısı 948.017 Soru İşareti “DOKUZ YÜZ KIRK SEKİZ BİN ON YEDİ” U harfi gelecek. 26 harflidir. A’dan sonraki 1. sessiz B “DOKUZ DÖRT SEKİZ SIFIR BİR YEDİ”de B’den sonraki 2. sesli I toplam 26 harflidir. I’dan sonraki 3. sessiz L L’den sonraki 4. sesli Ü Dört Parça Ü’den sonraki 5. sessiz C C’den sonraki 6. sesli U 94

Bilim ve Teknik Ekim 2012 Emrehan Halıcı TÜRKİYE ZEKA VAKFI TÜRKİYE 17. ZEKA OYUNLARI YARIŞMASI “OYUN 2012” ELEME SINAVI Adı, Soyadı: Doğum Tarihi: E-posta: Doğum Yeri: Meslek: Cinsiyeti: Öğrenim Durumu: Telefon: Adres: 1. Soru işaretinin yerine ne gelecek? 6. 3, 5, 7, 11, 13 sayılarını ve toplama, çıkarma, çarpma, 4, 6, 7, 13, 30, 40, ? bölme işaretlerinin her birini (5 sayı, 4 işlem) tam olarak bir kez kullanarak 64 sayısını elde ediniz. Dilediğiniz kadar parantez Cevap : kullanabilirsiniz. 2. Parçaları yeniden yerleştirerek ne yazıldığını bulunuz. Cevap : 7. Soru işaretinin yerine hangi sayı gelecek?. Cevap : Cevap : 3. Bir daire, bir kare ve 8. Aşağıdaki şekillerden dördünü kullanarak bir kare, diğer bir dikdörtgen çizerek en dördünü kullanarak da ikinci bir kare oluşturunuz. (Şekiller fazla kaç farklı kapalı alan döndürülebilir ve ters çevrilebilir.) yaratılabilir? Yanda 11 alanlık bir örnek görülüyor. Kullandığınız şekillerin numaralarını belirtiniz. Cevap : 1.Kare :______________ 2.Kare: ______________ 4. Aşağıda ne anlatılmak isteniyor? 9. İki sayının toplamı, her birinin yazılışlarındaki harf Cevap : sayılarının çarpımına eşittir. Bu koşula uyan ve çarpımları en büyük olan iki sayı nedir? 5. Son şekli uygun biçimde karalayınız. Cevap : _____________ , _____________ 10. Onar harflik üç sözcüğün aynı dörder harfi silinmiştir. Diğer harfleri aşağıda verilen bu üç sözcüğü bulunuz. Not: Birleşik sözcüklerin bitişik yazıldığı varsayılacaktır. (Örneğin “YER ÇEKİMİ” yerine “YERÇEKİMİ”). EEEİNT_ _ _ _, AAEIKT_ _ _ _, AEGIİK_ _ _ _ Cevap :_____________ , _____________ , _____________ Sorular Emrehan Halıcı tarafından hazırlanmıştır. Telif hakları Türkiye Zeka Vakfına aittir.  Oyun 2012 herkese açıktır ve katılım ücretsizdir.  Değerlendirmeler 14 yaş altı (1999 ve sonraki yıllarda doğanlar), 14-21 yaş arası (1991-1998 yıllarında doğanlar) ve 21 yaş üstü (1990 ve önceki yıllarda doğanlar) olmak üzere toplam üç kategoride yapılacaktır.  Soruları, süre kısıtlaması olmadan tek başınıza çözünüz.  Cevaplarınızı en geç 19 Ekim 2012 Cuma günü postayla, faksla veya TZV web sitesindeki cevap formunu doldurarak vakfımıza ulaştırınız.  Sınavların sonuçları www.tzv.org.tr adresinde yayınlanacaktır.  Yarışmada her kategorinin birincisine üçer Cumhuriyet altını verilecektir.  Yarı Final Sınavı 17 Kasım 2012 Cumartesi günü Ankara, İstanbul, İzmir, Gaziantep ve Antalya’da, Final Sınavı ve Ödül Töreni 22 Aralık 2012 Cumartesi günü Ankara’da yapılacaktır.  Detaylı bilgilere Türkiye Zeka Vakfı web sitesinden ulaşabilirsiniz. TÜRKİYE ZEKA VAKFI  MİLLİ EĞİTİM BAKANLIĞI  ODTÜ TOBB  TÜBİTAK www.tzv.org.tr ● ODTÜ-HALICI Yazılımevi, Teknokent, ODTÜ 06531 ANKARA ● Tel: 0 312 210 00 20 ● Faks: 0 312 210 16 28 95

TÜBİTAK Bilim ve Teknik Dergisine Gönderilen Yazı ve Görsellerin Sahip Olması Gereken Özellikler 1. TÜBİTAK Bilim ve Teknik dergisi popüler bilim ya- Alp, S., Hitit Güneşi, TÜBİTAK Popüler Bilim Kitapları, 2002. zıları yayımlayan bir dergidir. Bu nedenle dergimizde yayımlanan yazılar genel okuyucu tarafından anlaşıla- Şeker, A., Tokuç, G., Vitrinel, A., Öktem, S. ve Cömert, S., bilecek düzeyde, net, yalın ve teknik olmayan bir Türk- “Menenjitli Vakalarda Beyin Omurilik Sıvısındaki Enzimatik çe ile yazılmış olmalıdır. Yazılar, başlık, sunuş, ana me- Değişimler”, Çocuk Dergisi, Cilt 1, Sayı 3, s. 56-62, 1 Mart 2008. tin, alt başlıklar, çerçeve metinleri ve görsel malzeme- lerden oluşmaktadır. Soylu, U. ve Göçer, M., “Göller Bölgesi Sulak Alanlar Du- rum Değerlendirmesi,” Göller Bölgesi Çalıştayı, 8–10 Aralık Başlık: Konuyu en iyi ifade edebilecek nitelikte, kı- 1995. sa ve ilgi çekici olmalıdır. http://www.news.wisc.edu/16250 Sunuş: Yazının sunuşu başlığın hemen altında yer alır ve konunun önemini, yazının ilginç yanlarını oku- Anahtar kavramlar: Konuyla ilgili en çok beş adet yucuda merak uyandıracak biçimde anlatan birkaç kı- kısa açıklamalı anahtar kavram verilmelidir. sa cümleden oluşur. Bu kısım sayfa düzeninde farklı bir yazı karakteriyle, ana metinden ayrı biçimde baş- Görsel malzemeler: Yazıda ele alınan düşünceyi lığın altında yer alacaktır. destekleyici ve açıklayıcı fotoğraf, çizim, grafik gibi su- nuşu zenginleştirici öğelerdir. Görsel malzemeler ya- Ana metin: Ele alınan konunun, savunulan düşün- yın tekniğine uygun kalitede, yeterli büyüklük ve çö- cenin ve ilgili olayların örneklerle açıklandığı bölüm- zünürlükte (baskı boyutunda en az 300 dpi) olmalı- dür. Yazılar yapılan bir araştırmayı tanıtmaya yönelik dır. Açıklama gerektiren görsellerin alt ve iç yazıları ve olabilir. Ancak bu gibi durumlarda dahi dergimizin bir görselin kaynağı yazı metninin altında mutlaka veril- popüler bilim yayın organı olduğu göz önüne alına- melidir. Yazarın temin ettiği görsel malzemelerin telif rak, yazının önemli bir kısmının konuyu çok genel hat- hakkı sorumluluğu yazara aittir. Yazar gerekli izinleri ları, temel bilgileri ve kısa bir gelişim tarihçesiyle oku- almakla yükümlüdür. ra tanıtması gerekmektedir. Burada teknik terimlerin ve temel kavramların net bir şekilde açıklanması bek- 2. Yazı .txt ya da .doc formatında, elektronik ortam- lenmektedir. Yazının geri kalan kısmında araştırmaya da [email protected] adresine iletilmelidir. Seçi- özel hususlardan ve araştırmanın genel katkısından len görsel malzemelerin nerede kullanılması istendi- bahsedilmeli, önemi ve yaygın etkisi vurgulanmalı- ği metinde işaretlenmiş olmalıdır. Görsel malzemeler dır. Varsa, konu hakkındaki başlıca görüş farklılıklarına metnin içinde değil, ayrıca gönderilmelidir. işaret edilmeli, ancak ayrıntılı tartışma ve yargılardan kaçınılmalıdır. Çok ender durumlar dışında yazıda for- 3. Bilim ve Teknik dergisine ilk defa yazı gönderecek mül bulunmamalıdır. kişilerin yazılarını eğitim durumlarını ve yazdıkları konu- daki yetkinliklerini gösteren 40-60 kelimelik bir özgeç- Alt başlıklar: Ana metinde işlenecek konuyla ilgili mişi fotoğraflarıyla birlikte göndermeleri gerekmektedir. farklı görüşlerin ve durumların anlatıldığı paragraflar alt başlıklarla ayrılabilir. 4. Dergi yönetiminden onayı alınmış özel durumlar dışında, bir yazı 1800 kelimeyi geçmemelidir. Çerçeve metinler: Ana metinde ele alınan konu- yu destekleyici, konuya yeni açılımlar getiren, kimi za- 5. Yukarıdaki koşulları yerine getirdiği takdirde öne- man uzmanlar dışındaki okuyucuların anlayamayaca- rilen yazılar, Yayın Kurulu, Konu Editörleri ve Bilimsel ğı nitelikteki teknik kavramları açıklayan, kimi zaman Danışmanlar tarafından değerlendirilir. Yayımlanması- uzman görüşlerinin yer aldığı kısa metinlerdir. Çerçe- na karar verilen yazılar redaksiyon sürecine alınır ve ya- ve metinler yazarın kendisi tarafından hazırlanabile- zarın onayıyla yazı yayımlanma aşamasına getirilir. ceği gibi, konunun uzmanına da yazdırılabilir. 6. Yazının; bilimsel, etik ve hukuki sorumluluğu ya- Kaynaklar: Yazının başvuru kaynakları mutlaka lis- zarlarına aittir. te halinde yazının sonunda verilmelidir. Kaynaklar aşağıdaki örnek biçimlere uygun şekilde yazılmalıdır: 7. Yukarıdaki koşullar kabul edilerek dergimize gön- derilen ve yayımlanan yazıların her türlü yayın hakkı, TÜBİTAK Bilim ve Teknik dergisine aittir. Not: Dergimiz için yazı hazırlamak isteyenler için daha geniş bilgi içeren “Popüler Bilim Yazarları İçin El Kitabı” http://biltek.tubitak.gov.tr/bdergi/popülerbilimyazarligi.pdf adresindedir.

POPÜLER BİLİM KİTAPLARI Halkın Bilim Tarihi Madenciler, Ebeler ve “Basit Tamirciler” Clifford D. Conner Çeviri: Zeynep Çiftçi Kanburoğlu “Cliff Conner’ın Halkın Bilim Tarihi, bilim tarihine fikir tazeleyen, keyifli, yeni bir bakış sunuyor. Böyle bir eserle daha önce hiç karşılaşmadım; bu kitap tarihe seçkinci önyargılardan arınmış bir bakış açısıyla yaklaşıyor ve yaratıcı bir üslupla sıradan insanların, çalışan insanların bilimin gelişiminde oynadığı rolü anlatıyor. Yeni tarihsel verileri, bizleri şaşırtarak, gelenekselliğin saraylarında bir heyecan dalgası yaratarak sunuyor.” Howard Zinn hepİmİz okul kİtaplarindan öğrendiğimiz bilim tarihine aşinayız: Galileo’nun dünyanın evrenin merkezi olmadığını kanıtlamak için teleskopu nasıl kullandığını, Newton’un ağaçtan düşen elma sayesinde yer çekiminini nasıl keşfettiğini, Einstein’ın basit bir denklemle zaman ve uzamın gizemlerini nasıl çözdüğünü biliyoruz. Bu geleneksel cesaret öyküsü, Büyük Fikirleri olan birkaç Büyük Adamı tüm insanlığın karşısında öne çıkarır ve bilimi tamamıyla bunlara borçlu olduğumuzu salıklar. Oysa Bilim her zaman kolektif bir çabanın ürünü olmuştur. Halkın Bilim Tarihi’nde ise dikkatler, sonunda, avcı- toplayıcılara, köylü çiftçilere, denizcilere, madencilere, demircilere, halk şifacılarına ve günlük yaşam mücadelesinde var olma çabası içerisinde sürekli doğa ile yüzleşen sıradan insanlara yönelmiştir. Tıp bilimi, okuryazar olmayan antik çağ insanının bitkilerin iyileştirici özelliklerini keşfetmesiyle başlamıştır. Kimya ve metalurji antik çağlarda yaşamış madencilerin, demircilerin ve çömlekçilerin çalışmalarıyla ortaya çıkmış; jeoloji ve arkeoloji de yine madenlerde doğ- muştur. Matematik varoluşunu ve, büyük ölçüde, gelişimini binlerce yıl boyunca arazi etütçülerine, tüccarlara, muhase- becilere ve tamircilere borçlu olmuştur. Bilimsel Devrime damgasını vuran ampirik (deneysel) yöntem de, bu yöntemin faydalandığı çok sayıdaki bilimsel veriler de Avrupalı zanaatkârların atölyelerinden doğmuştur.

POPÜLER BİLİM YAYINLARI KİTAPLARIMIZI SATIN ALMAK VE DERGİLERİMİZE ABONE OLMAK İÇİN ADRESİMİZ esatis.tubitak.gov.tr Toplu alımlarda indirim! 150-250 TL 250-500 TL 500 TL ve üzeri %5 indirim + kargo ücretsizdir %10 indirim + kargo ücretsizdir %15 indirim + kargo ücretsizdir Siparişleriniz üç iş günü içinde PTT kargoya teslim edilecektir. Kargolarınız PTT kargo ile gönderilecektir. YAYINLARIMIZA TÜBİTAK KİTAP SATIŞ BÜROSU (Atatürk Bulvarı No:221 Kavaklıdere Ankara) ve kitabevlerinden de ulaşabilirsiniz