Dünya’ya verdiğimiz zararı anlatmaya lüzum görmüyorum çünkü artık aksini savunan biri olacağına inanmak istemiyorum. Bu yazıda kontrolsüzce tükettiğimiz ürünleri üretebilmek için kullanılan malzemelerden ve gerekli enerjiyi elde edebilmek için madencilikten arta kalan ağır ve/veya siyanürlü metallerin ve radyasyonlu atıkların sularımızdan nasıl yine doğanın yardımıyla insanların ortaya çıkardığı bir çözümden söz edeceğim.
Amiloidleri anlatmam gerek biraz. Toksik metal iyonlarını çektiğine dair ipuçları bulunan amiloidler uzun süre boyunca çoğunlukla alzheimer ve Parkinson’s gibi hastalıklarla ilişkilendirilmişlerdi. Normalde suda çözünebilen proteinlerin kontrolsüzce bir araya gelip çözülemez hale gelmesiyle yani amiloid olmasıyla istenmeyen durumlarla karşılaşabiliyoruz. Fakat özellikle son 10 yılda amiloidlerin sadece bir biyolojik hata sonucu anlamsızca bir araya gelmiş protein toplulukları olmadığı; doğada amiloidlerin kontrollü bir şekilde üretilip kullanıldığı ve hatta birçok proteine göre kolay ve dayanıklı özellikleriyle birçok farklı uygulamada kullanılabilecekleri üzerine yüzlerce çalışma yapıldı. Amiloidler kendiliğinden montajlanabilen (self-assembled) proteinler. Binlerce monomer proteinin bir araya gelip kovalent olmayan bağlarla (Amiloidlerde hidrojen bağı bulunur.) bu monomerlerden kat kat daha büyük protein topluluğu oluşturmasına amiloid proteinler adını veriyoruz. Kendiliğinden gerçekleşen bir olay olması üretimlerini kolaylaştırırken ortaya çıkan yapının asitlere, sıcaklığa, proteinleri bozan proteaza dayanıklı olması ve suda çözünmüyor oluşu da cabası. Amiloid lifler (amyloid fibrils) aynı zamanda mekanik olarak da oldukça dayanıklı oluyorlar, gigapascallara (GPa) ulaşabilen Young’s katsayısıyla (şimdilik maksimum 20GPa’ya kadar) ile birçok plastikle yarışan aynı zamanda da protein yapılı en dayanıklı materyal olmasını doğal karşılamak lazım. Doğada kimi bakterilerin (E.coli, Salmonella…) dış matrisinde (extra cellular matris), yumurta kabuklarında (ipek böceği yumurtası), epigenetik yani DNA ile aktarılmayan bilgilerin saklanmasında, nitrojen üretiminde, insanlarda melanin üretiminde ve hatta hormonların saklanmasında amiliodler rol oynamakta. Şimdiye kadar amiloidlerin özelliklerinden faydalanılarak biyosensörler, nanokompozit materyaller, yapay kemikler, optikelektronik materyaller, sudan etkilenmeyen yapıştırıcılar, nano kablolar, organik ledler, nano ilaçlar ve daha onlarca ürün elde edildi.
Amiloid Lif
Şimdi ise amiloidler ile sularımızın temizlenmesinin ortak noktasına gelelim. Ucuz ve yenilir bir süt proteini olan β-Lactobulin’in amliod lifleri ve aktif karbon atomlarının bir araya gelmesiyle oluşturulan bir hibrid nanokompozit zar ile sularımızı temizleyebilir miyiz? Amiloidler ile metal iyonları arasındaki çekimden söz etmiştik, aktif karbon ile hem mekanik olarak güçlenen hemde daha porlu bir yapıya sahip olan zar sayesinde birçok akış hızında akışkanın içindeki ağır metal iyonlarını, radyo aktif atıkları ve hatta bakterileri arıtabildiklerini belgeleyen ETH’taki bilim insanları %99’dan daha yüksek olan bu arıtma oranlarının sadece tek bir atık için olmadığına da dikkat çekiyor. Birden fazla atık çeşidinin de bulunduğu akışkanları arıtabilen bu zarın 1 kilogramı ile 90000 litre su arıtabileceğini öngören araştırmacılar aynı zamanda zara bağlanmış olan değerli partikülleri birkaç işleme maruz bıraktıktan nano parçacıklara ve hatta elle tutulur hale getirebildiklerini belirtiyorlar. Yüksek verimlilikle birkaç kere (~10) kullanılabilen zar ucuz ve sürdürülebilir olduğu için oldukça güzel bir çözüm.
Okuduğunuz üzere biz her ne kadar doğaya ve dolayısıyla kendimize de zarar versek de sorunların çözümünü yine doğanın yardımıyla bulmaktayız. Belki de insan evladı her yaptığı işin olası zararını önceden düşünüp önlem alsaydı, şu an çok daha olumlu gelişmelerin tartışıldığı bir dünyada yaşıyor olurduk.
Kapak Görseli: http://homewatersystems.ca/seven-stage-purification-process/
Yazı Görseli: http://ars.els-cdn.com/content/image/1-s2.0-S0006291X10003384-gr1.jpg
Kaynakça:
https://www.nature.com/articles/nnano.2015.310
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/27165397
https://www.nature.com/articles/nnano.2011.102
