Biyomimetik, doğadan esinlenerek yeni teknolojilerin yolunu açan bir bilim dalı. İTÜ Öğretim Görevlisi Prof. Dr. Candan Tamerler ise bu dalda dünyada araştırma yapan birkaç kişiden biri. Doğaya olan ilgisi nedeniyle biyomimetiği seçen Tamerler, ekibiyle birlikte kimyasal ortamda altın parçacığı üretmeyi başardı ve büyük bir devrimin öncüsü oldu.
İnsanın, hobilerini yaptığı işle birleştirmesi, büyük başarıların sırrı olabilir mi? Prof. Dr. Candan Tamerler’in kariyerini ve projelerini dinlediğinizde ilk aklınıza gelen soru bu oluyor. Çünkü Tamerler, doğaya olan ilgisiyle bilimsel çalışmalarını buluşturup belki de insanlık tarihine damgasını vuracak bir alanın dünyadaki öncülerinden biri oldu. Onun çalışma alanı biyomimetik bir diğer adıyla biyobenzetim. Bu ismi ilk kez duyuyor olabilirsiniz ama önümüzdeki yıllarda daha sık duyacağınız kesin. Neden bu kadar önemli? Dünya bu çalışmaları niye bu kadar çok önemsiyor? Biyomimetik hangi gelişmelerin anahtarı olacak? İTÜ Moleküler Biyoloji-Biyoteknoloji ve Genetik Araştırma Merkezi’ni yöneten Prof. Dr. Tamerler anlattı.
ABD’DE DERS VERİYOR
Dalmaya ve doğaya meraklı, kuş gözlemleyen, karakalem resim yapan, fotoğraf çeken güler yüzlü bir bilim insanı Tamerler. Boğaziçi Üniversitesi Kimya Mühendisliği mezunu ve Moleküler Biyoloji ve Genetik Bölümü ile ortak çalışmalar kapsamında yüksek lisans ve doktora çalışmalarını da aynı üniversitede tamamlamış. Moleküler biyoloji ve biyoteknoloji konularına olan ilgisi nedeniyle farklı ülkelerdeki bu tür eğitim çalışmalarına katılmış. 1999’da Türkiye’ye dönüp İTÜ Moleküler Biyoloji ve Genetik Bölümü’nün kurucularından olmuş. Biyonanoteknoloji alanına ilgisi ise 2002’de ABD’de moleküler biyobenzetim alanını başlatan Washington Üniversitesi Öğretim Görevlisi Prof. Dr. Mehmet Sarıkaya ile tanışmasıyla başlamış: ‘Prof. Dr. Sarıkaya ABD’de ilk biyobenzetim projelerini gerçekleştiren kişi. Kendisinin konuşmasını dinleyip hayran olmamak ve bu alanın açılımını fark edememek imkansızdı. Özellikle benim gibi hem mühendislik hem de moleküler biyoloji ve genetik birikimine sahip bir kişi için bilimsel alanda yapabileceklerimizi görmek müthiş heyecan verici oldu.’
ÖNCÜ OLMAYI BAŞARDI
Biyomimetik doğadan esinlenerek yeni teknolojilerin yolunu açan yeni bir bilim dalı. Daha kolay anlaşılması için bir örnek veriyor Tamerler: ‘Mesela denizin 150 metre derinliklerinde yaşayan Rozella olarak adlandırılan bir sünger çeşidi var. Normalde 30 metrenin altında ışık yoktur. Ama bu sünger cinsinin etrafındaki dikenler maksimum ışığı toplayabilecek şekilde katmanlı bir yapıya sahip. Şu anki teknolojide silikon fiberlerle ancak yapılabilecek bir şeyin o canlı tarafından yapıldığını görüyorsunuz. Biz de bu örnekte olduğu gibi doğadan ilham alarak bunu doğal olarak nasıl üretebileceğimizi bulmaya çalışıyoruz.’
Tamerler şimdi hem Washington Üniversitesi’ndeki hem de İTÜ’deki ekibiyle bu alandaki çalışmalarına devam ediyor. Biyomimetik çok yeni ve geleceği olan bir alan. İşte bu nedenle Tamerler’in yürüttüğü çalışmalar ve elde ettiği başarılı sonuçlar onu, dünyanın sayılı isimlerinden biri haline getirmiş. Yani Türkiye, Tamerler ve ekibi sayesinde bu alanda ilk çalışmaların yapıldığı ülkelerden biri olmuş.
Prof. Dr. Tamerler biyomimetik alanındaki araştırmaların öncü ülkelerden biri olan Türkiye’ye büyük faydalar sağlayacağı görüşünde: ‘Ne yazık ki bizler dünyada birçok örneği görüldüğünde bu şeyleri yapmaya ikna oluyoruz ve ancak o zaman başlıyoruz. Yerli yatırımcılar ‘Bundan herkes şu kadar para kazanmış, ben de bu işe gireyim artık’ dediği zaman yakalamaya çalıştığı treni aslında çoktan kaçırmış oluyor. Türkiye’nin vakit geçirmeden bu konulara girmesi, yatırım yapması gerekiyor. Üniversitelerin bu alandaki fırsatları değerlendirmesi hayati önem taşıyor. Kimse inandığınız bir modeli sizden daha iyi geliştiremez. Bunun için, el birliğiyle yeni teknolojilere inanarak geçelim. ‘Bu olur mu?’ diye sormayalım, bir şey yapabiliriz diyerek yola çıkmak ve yaptıklarımızla övünmek amacımız olsun.’
‘Bunlar uçmuş’ diyorlardı
Prof. Dr. Candan Tamerler ‘Biyolojide çalışmalar belirli bir noktaya geldi. Geriye kalan oradaki dersi görüp bunu moleküler biyoloji ya da genetik yoluyla yeniden yapmaya çalışmak. Örneğin NASA grubu, yerin çok derinliklerinde yaşam buluyor ve siz bundan yola çıkarak ‘Acaba ben bu yapıyı alıp teknolojiye uygulayabilir miyim?’ diye düşünüyorsunuz. Aldığınız birkaç tane örneği çok iyi çalıştığınız vakit size her yerden esinleme gelebiliyor. 2003’de anlattıklarımızı bunlar uçmuşlar şeklinde dinliyorlardı. Şimdi birçok kişi bu teknolojilerle neler yapılabileceğini fark etmeye başladı.’
Kimyasal ortamda altın molekülü üretmeyi başardık
BİYOMİMETİK araştırmalarının sonuçları oldukça heyecan verici. Prof. Dr. Candan Tamerler kendisini en çok sevindiren projelerden birini şöyle anlatıyor: ‘DNA bilgiyi depolar ama asıl işi proteinler yüklenir. Biz de DNA’daki bilgiyi alıp proteini kullanarak molekül yapmaya çalışıyoruz. İlk olarak altın üzerine çalışmaya başladık. Çünkü altın bütün nanoteknolojik devrelerde sıklıkla kullanılıyor. Biz yüksek sıcaklık, basınç filan olmadan sadece iyonlarla parçacık olarak altın üretmeyi başardık. Bu, ileride kimyasal ortamda altın üretilebileceği anlamına geliyor. Bütün sektörleri etkileyebilecek bir gelişmedir bu. Altın üretimi için emek veren o kadar çok insan var ki. Bu keşif tamamen süreci kısaltacak ve üretim tekniklerini dönüştürecek.’
Nilüfer çiçeği ıslanmayan cama, deniz kabukları diş dokusuna ilham verdi
BİYOMİMETİKTE Prof. Dr. Candan Tamerler ve ekibine doğadan ilham kaynağı olan canlılar oldukça ilginç. ‘Neredeyse doğadaki canlı türü sayısı kadar örnek verilebilir’ diyen Tamerler, üzerinde çalışılan bazı örnekleri şöyle anlatıyor:
Nilüfer çiçeğinin üstündeki su damlası nasıl dağılmadan duruyor diye bakıp o yapıyı çözdükten sonra bitkideki proteinleri kullanarak mesela ıslanmayan, buharlanmayan cam yapmak.
Bazı deniz süngerlerinin iskeleti silika yani cam. Ama bazı süngerlerde bu cam iğneler süngerlerin üzerini kaplıyor. Bu iğne şeklinde olan cam parçacıklarının hem mekanik hem de optik özelliklerinin endüstride yapılan fiber optikten daha iyi olduğunu ortaya çıkardık.
Birçok farklı çeşitte deniz kabuğuna baktığımızda hepsinde ortak olan şeyin kalsiyum karbonat; yani tebeşir olduğunu fark ettik. Deniz kabuklarını kırıp içlerine elektron mikroskobuyla baktığınız zaman, hepsinin ayrı yapıda olduğunu, dolayısıyla ayrı özelliklere sahip olduğunu görüyorsunuz. Aynı şekilde, dişimizde üç tane, kemiklerimizde de bir tane katı doku bulunuyor. Hepsinin de yüzde 50’sinden çoğu kalsiyum fosfat’tan oluşuyor. Şimdi proteinlerle dişteki tabakaları mikron seviyesinde üretmeyi başardık.