Inovatif Kimya Dergisi Sayi 76

Kimya Dergisi

İNOVATİF Kimya Dergisi YIL:7 SAYI:76 KASIM 2019

KARBON FİBER

EKİBİMİZ YAVUZ SELİM KART PELİN TANTOĞLU KART MERVE ÇÖPLÜ HACER DEMİR NURSELİ GÖRENER RABİYE BAŞTÜRK ELİF AYTAN ÖMER AKSU SİMGE KOSTİK PETEK AKSUNGUR RABİA ÖNEN İPEK AKHTAR MELİKE OYA KADER MUAZ TOĞUŞLU ELİF BERFİN KAVAK DİLARA KÜÇÜKAY TOLGAHAN ÖZER ELİF YAĞMUR TAŞ NUREVŞAN GÜNDOĞDU BURCU ORHAN DİLARA YOLDEMİR SELİNAY ÖZEL FATMA CEREN DOLAY KÜBRA YILDIZ ÖZLEM KABALAK BAYRAK SEVDA YILMAZ SİNEM ŞAHİN TUĞCAN KÖSE BÜŞRA EMETİ CENGİZ DİLANUR TOPRAK EMİNE BAYDERE

DERGİYİ OKUMADAN ÖNCE İnovatif Kimya Dergisi yazılarını herhangi bir makalenizde veya yazınızda kullanmak için yazısını aldığınız kişiye mail atarak haber vermek, kullanmış olduğunuz yazıların kaynağını ise dergi olarak belirtmek durumundasınız.

Dergide yazılan yazıların sorumluluğu birinci derece yazara aittir. Bu konu hakkında bir sorun yaşıyorsanız ilk olarak yazara ulaşmalısınız.

Dergide yer alan bilgileri kullanarak başınıza gelebilecek felaketlerden ya da işlerden dergi sorumlu değildir.

Dergimizde yayınlanmasını istediğiniz yazıları info@inovatifkimyadergisi.com mail adresine göndermelisiniz. Gönderdiğiniz yazılarda bir eksiklik var ise editör tarafından incelenecektir. Eksik kısımları var ise size geri dönüş yapılacaktır.

Dergi ekibi gönüllü kişilerden oluşmuştur. Dergi ilk kurulduğu andan beri böyle ilerlemiştir. Dergi ekibinde olan herkes bu kuralı kabul etmiş sayılır. Gelen kişilere en başta bu kural söylenir. Görevini yapmayan, dergide anlaşmazlık çıkaran, huzur bozan kişiler ekipten çıkarılır. Siz de bu ekip içinde yer almak istiyorsanız web sitemiz üzerinden kuralları okuyarak başvurabilirsiniz.

Dergiyi okuyanlar ve dergi ekibi bu kuralları kabul etmiş sayılırlar. İNOVATİF KİMYA DERGİSİ

REKLAM VERMEK İÇİN reklam@inovatifkimyadergisi.com adresinden web site ve e-dergi için fiyat teklifi alabilirsiniz.

http://www.inovatifkimyadergisi.com https://www.facebook.com/InovatifKimyaDergisi https://twitter.com/InovatifKimya https://instagram.com/inovatifkimyadergisi https://www.linkedin.com/in/inovatif-kimya-dergisi-00629484/

REKLAM İÇİN REKLAM VERMEK İÇİN DOĞRU YERDESİNİZ reklam@inovatifkimyadergisi.com

BAĞIŞIKLIĞIN EN BÜYÜK DESTEKÇİSİ : AŞI

6

LİTYUM İYON PİLLERİ UNUTTURACAK, ÇEVRECİ ALÜMİNYUM PİLLER ÜRETİLDİ

9

ESANSİYEL YAĞLAR

10

BİLİM İNSANLARI ATOMU İLK KEZ BÖYLE 15 GÖRÜNTÜLEDİ

KARBON FİBER

17

HİDROJEN YAKIT İLE UÇAN ARAÇ ÜRETİLMESİ PLANLANIYOR!

21

İLAÇ ÇALIŞMALARINA YÖN VEREN BİLEŞİK : KUERSETİN

22

KİMYAGERLER GÜNEŞ IŞIĞINI KULLANARAK İLAÇ ÜRETMEYE YAKLAŞTI

26

BİYOSÜRFAKTANTLAR

28

TÜRK BİLİM İNSANLARI ULTRA İNCE MALZEME ÜRETMENİN FORMÜLÜNÜ BULDU

31

BAĞIŞIKLIĞIN EN BÜYÜK DESTEKÇİSİ AŞI Kışla birlikte artan hastalıklar ve yıllar geçtikçe başkalaşım geçiren virüs ve bakterilerle birlikte hastalıklarda gözle görülür bir artış meydana geldi.

Herkesin bildiği gibi bağışıklık sistemi bizleri bu hastalıklardan ve mikroorganizmalardan korumaya çalışan güvenlik görevlisidir diyebiliriz. Tabi bu virüs ve bakteriler habersiz vücudumuza giriş yaptığından dolayı her zaman bünyemiz hazırlıklı yakalanamayabiliyor. Bu gibi durumlarda ise aşıların önemini bir kere daha anlıyoruz. Aşılar aslında

bizim bağışıklık sistemimizi uyaran ve söz konusu olan tehlikeli şahsın (virüs ve bakteriler) robot resmini bize gösteren yani onlara karşı bizi uyaran ve onları bizim vücudumuza tanıtan yardımcılardır.

Bu sayede söz konusu tehlikeyi tanıyan bağışıklık sistemi antikorlarını önceden üretir ve hastalıklara karşı kendisini hazırlar. Bu yazımızda aşıların nasıl yapıldığı, çeşitleri, virüs ve bakterilerin neden yıllar içinde değiştiği gibi pek çok soruya yanıt bulabileceksiniz.

1. Aşı Üretim Aşamaları Nelerdir? Öncelikle hedeflenen etkene karşı aşı üretiminde kullanılabilecek antijen oluşturularak aşı formülasyonu hazırlanır ve klinik öncesi çalışmalar olarak deney hayvanları üzerinde

denenir. Güvenilirliği kanıtlanan aşının prototipi yapılır ve klinik araştırmalar için Faz 1 , Faz 2, Faz 3 evresi tamamlanır. Son olarak ruhsat alınması için gerekli aşamalar izlenir.(1)

2. Aşıda Olması Gereken Özellikler Nelerdir?

• Etkinlik • Kolay üretilebilir olması • Ucuzluk • Ulaşılabilir olması • Güvenli olması

3. Aşı Çeşitleri Nelerdir?

Aşılar Canlı( atenüe), ölü (inaktif), tokosit olarak sınıflandırabiliriz.

Canlı aşılar, hastalık etmeni canlı mikroorganizmaların laboratuvar koşullarında zayıflatılması ile elde edildiklerinden doğal enfeksiyonu taklit ederek etkili bir aşılama stratejisi oluştururlar. Tüberküloza karşı BCG aşısı ve kızamık, kabakulak ve kızamıkçık karma (MMR) aşıları canlı atenüe aşılara örnektir. (2)

Ölü aşılar, genellikle yumurta veya hücre kültüründe üretilmekte, üretim sıvısından ultrafiltrasyon, ultrasantrifügasyon ve kromatografi yöntemleri ile saflaştırılan hastalık etkeninin kimyasal, ısıl işlem veya radyasyon ile öldürülmesi sonucu oluşturulur.

Bu yüzden canlı aşılara göre kısmen daha güvenli aşılardır. Hepatit A, grip, polio ve kuduz aşıları inaktif aşılara örnektir. (3)Bu tip aşılarda önemli olan nokta inaktivasyon işleminin kararında sonlandırılmış olmasıdır. Aksi halde aşı immünojenite özelliğini kaybedebilir dolayısıyla etkinliği azalır.

6

Resim 1: Aşıların gelişim aşamaları Bakteriyel toksinlerin kimyasal veya ısıl işlem ile inaktive edilmesi sonucunda toksoit aşıları elde edilir.

Bu aşılara örnek olarak; difteri için Corynebacterium diphteria ve tetanoz için Clostridium tetani’den üretilen aşılar verilebilir.(4) Rekombinant aşı teknolojisiyle kültürlenmesi zor olan virüslere karşı bile aşı geliştirilebilmektedir.

Rekombinant aşılar kolay saklanabilmesi ve ekonomik olmasıyla diğer aşılara kıyasla daha avantajlıdır. Fakat bu aşıları geliştirme aşamaları zor ve pahalıdır. Rekombinant aşamaların üretim aşamalarını şu şekilde sıralayabiliriz;

Gen teknolojisi ile elde edilen rekombinant aşıları üretmek için S geni maya hücresine öncelikle rekombine edilir bu mayalar besi yerinde çoğaltılır ve maya hücreleri parçalandıktan sonra ayrıştırılarak saflaştırılır ve aşı üretimi için gerekli olan kısım alınır.

Tersine aşı geliştirme yönteminde ise belirli mikroorganizmalardan yararlanmaksızın gen dizilimlerine bakılarak biyoteknolojik yöntemlerle aşılar tasarlanır. En teknolojik yöntemle üretilen aşı şeklidir.(5)

Resim 2: Tersine Aşı Üretme Yöntemi Aşamaları

7

4. Virüsler Neden Her Geçen Yıl Güçleniyor?

Tıpkı insan organlarının her geçen yıl, dönem değişiklik göstermesi gibi mikroorganizmalar da değişir. Hayatta kalabilmek adına tüm canlılar gibi onlar da kendilerini mevcut koşullara özelliklerini değiştirerek adapte etmeye çalışırlar.

Bu yazımızda doğduğumuzdan beri bize, çocuklarımıza uygulanan aşıların çalışma prensiplerini, çeşitlerini, farklılıklarını tanıdık ve artık teknolojinin de gelişmesiyle aşı üretiminde meydana gelen biyoteknolojik methodlarla aşı üretimi yapılabildiğini gördük.

Kaynaklar (1) https://www.vaccineseurope.eu/about-vaccines/key-facts-on-vaccines/how-are-vaccines-produced/ (2) Kallerup RS and Foged C. (2015) Classification of Vaccines. 15-29pp. In: Subunit Vaccine Delivery, Advances in Delivery Science and Technology. Foged C, Rades T, Perrie, Hook S (3) Glick BR, Pasternak JJ, Patten CL. (2010) Molecular Biotechnology. Principles and Applications of Recombinant DNA, 4th ed. ASM Press, Herndon, VA, USA, 999 p (4) Besnard L, Fabre V, Fettig M, Goussinov E, Kawakami Y, Laroudie N, Scanlan C, Pattnaik P. (2016) Clarification of vaccines: An overview of filter based technology trends and best practices. Biotechnology Advances 34: 1-1 (5) WHO (2016) Technical Reports Series No.999. WHO good manufacturing practices for biological products, Annex 2, Replacement of Annex 1 of WHO Technical Report Series, No. 822, 93-130 pp. In: WHO Expert Committee on Biological Standardization, sixty-sixth report.

Rabia Önen Kimyager (Yüksek Lisans Öğrencisi) onenrabia06@gmail.com

8

LİTYUM İYON PİLLERİ UNUTTURACAK, ÇEVRECİ ALÜMİNYUM PİLLER ÜRETİLDİ

Geliştirilen Pil, Lityum İyon Pillerin Yerini Alabilir

Chalmers Teknoloji Üniversitesi, İsveç Ulusal Kimya Enstitüsü ve Slovenya’dan bir grup araştırmacı, ortaklaşa çalışarak yeni bir alüminyum batarya konsepti geliştirdi. Oldukça düşük bir üretim maliyetine sahip olan pil, çevresel etkiyi minimum seviyeye düşürüyor.

Geliştirilen yeni alüminyum pil konsepti, önceki versiyonlara kıyasla 2 kat daha fazla enerji yoğunluğuna sahip. Güneş ve rüzgâr enerjisinin depolanması dâhil büyük ölçekli uygulamalar için çok önemli bir potansiyel barındıran yeni pil teknolojisi, günümüzün lityum iyon pilleri ile karşılaştırıldığında üretim maliyetlerinde gözle görülür oranda bir düşüş sağlayabilir.

Chalmers Teknoloji Üniversitesi Fizik Bölümü’nden Prof. Dr. Johansson Patrik, “Yeni konseptimiz, üretim maliyetleri ve çevresel etkiler bakımından günümüzdeki pillerden çok daha avantajlı. Dahası, güneş veya rüzgâr enerjisinin depolanması gibi büyük ölçekli kullanımları da mümkün kılıyor” dedi.

Yeni konsept, alüminyumdan yapılmış anot, katot ve antrakinon bazlı bir organik maddeden oluşuyor.

Organik katot materyali, pozitif yük taşıyıcılarının alüminyum ve klor bazlı elektrolitlerden verimli bir şekilde depolama yapmasını sağlıyor.

Alüminyum pillerin, lityum iyon pillerin yerini alabileceğini söyleyen Patrik, “Elbette bunun olabileceğini hayal ediyoruz. Alüminyum piller, lityum iyon pillerin sadece gerekli yerlerde kullanılmasını sağlayabilir. Bundan önceki alüminyum piller, lityum iyon pillerin sadece yarısı kadar enerji tüketiyordu ancak buna rağmen aynı enerji yoğunluğuna sahiptiler. Yeni konseptimizle bu oranı 2 katına çıkarmayı başardık” ifadelerini kullandı.

9

ESANSİYEL YAĞLAR

Esansiyel yağlar, bitkilerden elde edilen uçucu, aromatik bileşikler içeren konsantre ve hidrofobik sıvılardır. Eldesi temelde fiziksel yöntemlerle sağlanıyor olup damıtma kullanılan en yaygın yoldur, aromatik konsantre bitki bileşiklerini elde etmek için diğer ekstrakte işlemleri çözücü ekstraksiyonu, karbondioksit ekstraksiyonu ve soğuk prestir.

Esansiyel yağlar parfümeride, aromaterapide, kozmetikte, tütsüde, yiyecek-içecek tatlandırmada ve daha az oranlarda ilaç ve ev temizlik ürünlerinde kullanılır. Koku ve aroma endüstrileri için değerli ürünlerdir. Dünyada esansiyel yağ üretim ve tüketimi

hızla artmaktadır. Üretimin teknolojisi, esansiyel yağın toplam verimini ve kalitesini artırmak için temel bir unsurdur ancak geleneksel metotlar da hala dünyanın birçok yerinde kullanılmaktadır çünkü kişisel ruh durumlarından metabolik hastalıklara kadar hem fiziksel hem de ruhsal sağlığın şifası olarak 11.yy’dan günümüze kadar gelmiştir.

Esansiyel yağ ayrıca uçucu yağ ya da esterik yağ olarak da biliniyor olup elde edildikleri bitkinin koku ve aromatik özünü oluşturdukları düşüncesiyle esansiyel yağ adını almışlardır ancak esansiyel yağ asitleriyle karıştırılmamaları önemle belirtilir. [1] [2]

Elde Yöntemleri Öncelikle esansiyel yağların üretilmediklerini, bitki materyallerinden elde edildiklerini açıklayalım.

Ekstraksiyon işlemleri, bir bitkinin “yaşam kuvveti” olarak işlev gören aktif bileşenlerini (öz) elde etmek için uygulanır. Esas olarak bitkinin sıvılaştırılmış halidir ve faydalı bileşiklerinin bitkiyi tüketerek olduğundan daha hızlı bir şekilde kan akışına ulaşmalarına etkili bir şekilde izin verir.

Bir bitkisel özüt, bitki materyali bileşenlerinin bir kısmının çözündüğü bir çözücüye bitkisel bir materyal sokulduğunda üretilir. Nihayetinde, çözücü, kaynak tesisinden çektiği bitkisel malzemelerle aşılanır ve buna "ekstrakt" denir. İşlemin sonunda kalan solüsyon sıvı olabilir ya da katı bitki kalıntılarına geri katılabilir. Solventler koruyucu olarak veya bitki hücrelerinin içeriğini parçalama ve salıvermelerine yardımcı olan ajanlar olarak işlev görebilir. [3]

1-) Buhar Damıtma Buhar Damıtma, doğal ürünlerde kullanılmak üzere bitkilerden uçucu yağları çıkarmak ve izole etmek için kullanılan en popüler yöntemdir. Buhar, uçucu

özüt bitki bileşenlerini de buhar hale getirdikten sonra yoğunlaştırarak nihayetinde toplama aşamasına getirir ve damıtma tamamlanır. [3]

10

Isının Etkisi Uçucu yağların hemen hemen tüm bileşenleri yüksek sıcaklıkta dengesizdir. En iyi kalitede yağı elde etmek için, düşük sıcaklıklarda damıtma yapılmalıdır. Buharlı damıtmadaki sıcaklık tamamen işlem basıncı ile belirlenir ve işlemin çalışma basıncı genellikle atmosferiktir. Hidro-difüzyon, hidroliz ve termal ayrışma etkileri aynı anda meydana gelir ve birbirlerini etkiler. Difüzyon hızı genellikle uçucu yağların sudaki çözünürlüğü gibi sıcaklıkla artar.

Aynısı hidroliz oranı ve derecesi için de geçerlidir.

Bununla birlikte, aşağıdakileri yaparak daha iyi verim ve yağ kalitesi elde etmek mümkündür: (1) Sıcaklığın mümkün olduğu kadar düşük bir değerde tutulması (2) Buhar damıtma durumunda mümkün olduğunca az su kullanılması (3) Bitkisel materyalin iyice parçalanması ve damıtılmadan önce eşit şekilde paketlenmesi.

[4]

Buhar Damıtma Prosesi 1. Genellikle paslanmaz çelikten yapılan, imbik adı verilen büyük bir kap, bitki materyali ve kendisine eklenmiş buhar içerir.

2. İstenilen yağı verecek bitkiye bir giriş yoluyla buhar enjekte edilir ve aromatik moleküllerinin serbest buhar faza geçişi sağlanır.

3. Buharlaşmış bitki bileşikleri, yoğunlaşma şişesine ya da yoğunlaştırıcıya hareket eder. Burada iki ayrı boru, sıcak suyun çıkmasını ve soğuk suyun

kondansatöre girmesini sağlar. Bu aşama, buharı tekrar sıvı haline getirmiştir.

4. Aromatik sıvı -yan ürün-, kondansatöre düşer ve altında ayırıcı adı verilen hazne içinde toplanır. Su ve yağ karışmadığı için, esansiyel yağ su üstünde yüzer. Yağ buradan kolaylıkla çekilir. (Bazı esansiyel yağlar -karanfil esans yağı- sudan daha yoğundur, bu nedenle ayırıcının altında bulunur.) [3]

Görsel-1: Buhar Damıtma Prosesi

11

2- ) Çözücü Ekstraksiyonu Bu yöntem, bitki yağından esansiyel yağları izole etmek için heksan ve etanol gibi gıda sınıfı çözücüler kullanır. Düşük miktarda esans yağ veren, büyük oranda reçineli veya buhar damıtmasının basıncına ve zorluğuna dayanamayan hassas aromatik içeren bitki materyalleri için en uygun yoldur. Bu yöntem aynı zamanda herhangi bir damıtma yönteminden daha saf bir koku üretir. Bu işlem sayesinde, balmumları ve pigmentler gibi uçucu olmayan bitki materyali de

ayrıca ekstrakte edilir.

Bitki materyali çözücü ile işlendikten sonra, "concrete" adı verilen mumsu aromatik bileşik elde edilir. Bu madde alkolle karıştırıldığında, yağ parçacıkları serbest kalır. İşlemde kullanılan yukarıda belirtilen kimyasallar (heksan ve etanol) daha sonra yağda kalır ve yağ, parfüm endüstrisi veya aromaterapide kullanılabilir.

Görsel-2: Çözücü Ekstraksiyon Prosesi Çözücü ekstraksiyonu, temelde süperkritik CO2, maserasyon ve enflauraj ekstraksiyonlarını kapsar. [3]

3- ) Süperkritik CO2 Ekstraksiyonu Bitkilerin süper kritik CO2 ekstraksiyonundan elde edilen esansiyel yağlar, aromaterapide ve doğal parfümeride kullanılabilmeleriyle damıtma yoluyla üretilen yağlara benzer.

95 ila 100 derece F arasındaki sıcaklıklarda, buhar damıtma 140 ila 212 derece F arasındaki sıcaklıklarda gerçekleşir.

Buhar damıtmasından elde edilen yağlar, sıcaklık, basınç ve proses için uygulanan zamanın uzunluğuna bağlı olarak niteliklerine göre değişir. CO2 ekstraksiyon işlemi bu nedenle, buhar damıtma işleminin aksine, yüksek ısı uygulamasıyla değişime uğramamış daha kaliteli yağlar üretebilir. CO2 ekstraksiyonunda, yağın hiçbir bileşeni ısı tarafından zarar görmez.

Buhar damıtma işleminde hem bitkisel maddenin hem de esansiyel yağın moleküler bileşimi, uygulanan sıcaklık nedeniyle değişebilmektedir. Örneğin, Alman Papatya çiçeğinin CO2 ekstraksiyonu yeşil bir ekstrakt verir, bir ısı etkisi olmadığı ve doğal durumun değiştirilmediği veya “denatüre” olmadığı anlamına gelir. Sonuçta elde edilen ekstrakt, orijinal çiçeğin bileşimine distile esansiyel yağlardan (damıtma ile elde edilmiş) daha benzerdir.

Bu nedenle, geleneksel damıtma ve süperkritik özütleme arasındaki fark, ısıtılmış su veya buhar yerine, CO2'nin ikinci yöntemde bir çözücü olarak kullanılmasıdır. Süperkritik özütleme işlemi

CO2 ekstraktları genellikle esansiyel yağ muadillerinden daha yoğundur ve damıtılmış bir esansiyel yağdan daha çok doğal bitki, baharat veya bitkinin aromasını verir. [3]

12

CO2 Ekstraksiyon Prosesi 1.) Basınçlı karbondioksit gazı sıvı hale getirilir, buna "süper kritik" durum denir. Bu durumda, bitki maddesiyle dolu bir odaya pompalanır.

2.) Gazın sıvı hal özelliklerinden dolayı, CO2 doğal bitki maddesi üzerinde çözücü olarak işlev

görür, yağları, pigment ve reçine gibi diğer bitki maddelerinin içinden çeker. Esansiyel yağ içeriği daha sonra sıvı CO2'de çözünür.

3.) CO2, doğal basınca getirilir ve gaz halini geri kazanarak uçar, sonuçta kalan ise yağdır.

Görsel-3: CO2 Ekstraksiyon Prosesi CO2 renksiz, kokusuzdur ve ekstraksiyon bölmesindeki basıncın serbest bırakılmasıyla kolaylıkla, tamamen uzaklaştırılabilir. Bu bizim de soluduğumuz bir gazdır ve bitkiler tarafından gelişimeleri için ihtiyaç duyulur, bu da ekstraksiyon işleminde kullanımının zararsızlığını gösterir. CO2

ekstraksiyonunda potansiyel olarak zararlı çözücü bulunmaması ne insan vücudunun ne de çevrenin kirlenmesi anlamına gelir. İlaç sanayisinde dahi sıklıkla tercih edilen bir işlem olması zararsızlığına dair verilebilir iyi bir örnektir. [3]

4- ) Soğuk Pres Ekstraksiyon Bu yöntem aynı zamanda ekspresyon olarak da bilinir ve özellikle narenciye esansiyel yağları için kullanılır.

Ekspresyon terimi, narenciyenin kabuğundaki uçucu yağ bezlerinin yağı serbest bırakmak için ezildiği veya kırıldığı herhangi bir fiziksel işlemi belirtir. Bu şekilde üretilen yağın, başka herhangi bir yöntemle üretilen yağdan daha fazla meyve kokusu karakteri içerdiği bildirilmektedir. [4] 1.) Bütün meyve, dış kabuğun hemen altında bulunan uçucu yağ bezlerini özütlemek için mekanik

olarak delen bir cihaza yerleştirilir.

2.) Uçucu yağ ve pigmentler cihazın toplama alanına girer. Bütün meyve, suyunu ve yağı sıkmak için preslenir.

3.) Üretilen yağ ve meyve suyu hala, kabuk gibi meyveden katılar içerir ve katıları sıvılardan süzmek için santrifüjlenmelidir.

4.)

Yağ meyve suyu katmanından ayrılır ve başka bir kap içine çekilir. [3]

13

Görsel-4: Soğuk Pres Ekstraksiyon Prosesi Kaynaklar 1. https://www.britannica.com/topic/essential-oil 2. https://www.cs.mcgill.ca/~rwest/wikispeedia/wpcd/wp/e/Essential_oil.htm 3. https://www.newdirectionsaromatics.com 4. Prithwiraj Deb, Bachelor of Technology, Civil Engineering, National Institute of Technology, India, Extraction Methods of Natural Essential Oils.

Elif Berfin Kavak Kimya Mühendisi (Lisans Öğrencisi) elifkavak99@gmail.com

14

BİLİM İNSANLARI ATOMU İLK KEZ BÖYLE GÖRÜNTÜLEDİ İnsanlık, daha küçük detayları incelemek için yeni teknolojiler ve yeni yöntemler geliştirmeye devam ediyor. Son yapılan çalışmada, tek bir atomun MRI incelemesi yapıldı. Temel Bilimler Enstitüsü’ne bağlı olan Kuantum Nanobilim Merkezi’nde yapılan çalışmada, uluslararası işbirliği ile tek bir atomun manyetik alanı görüntülendi.

geri dönüyorlar ve algılayıcılar da onların yaydığı enerjiyi tespit edip, bu sinyalleri bir görüntüye dönüştürüyorlar.

Seul’daki Temel Bilimler Enstitüsü’nde çalışan fizikçi Andreas Heinrich’in konuyla ilgili sözleri şöyle: “Bu sonuçlar beni çok heyecanlandırdı. Bu gelişme, bizim alanımızda kesinlikle bir kilometretaşı niteliğinde ve gelecekteki araştırmalar için umut vadediyor.”

Araştırmacılar bu işlemi çok daha küçük ölçeklere indirgemek amacıyla bir tarama tünelleme mikroskobu kullanmışlar. Bu alet, yüzeylerin üzerinde son derece ince bir iğne gezdirerek, onları atomik ölçekte görüntüleyebiliyor.

Manyetik yankı görüntüleme veya MRI, tıpta vücudun iç yapılarını görüntülemek için kullanılan bir yöntem olduğundan, size de tanıdık geliyordur.

Bir MRI makinesi, çok güçlü mıknatıslar kullanarak vücut etrafında güçlü bir manyetik alan oluşturuyor ve vücudunuzdaki hidrojen atomlarının çekirdeğinde yer alan protonları, bu manyetik alan ile hizalı biçimde dönmeye zorluyor. Üstelik tüm bunları yan etki oluşturmadan yapıyor.

Cihaz, özenle hazırlanmış titanyum ve demir atomlarını incelemek için kullanılmış. Cihazın uç kısmına, manyetik hale getirilmiş demir atomlarından meydana gelen ufak bir küme eklenmiş ve böylece cihaz; örnekte yer alan (protonlar yerine) elektronları hizalayan küçük bir MRI makinesi haline gelmiş.

Daha sonra, bu protonları harekete geçirmek amacıyla bir radyofrekans akımı uygulanıyor ve protonlar, manyetik alana karşı zorlanıyor; bu akım kapatıldığı zaman, protonlar manyetik alan hizasına

Ancak tıbbi MRI tarayıcılarında, bunun toplu halde ve milyarlarca proton ile birlikte olması gerekiyor ki algılayıcılar tespit edebilsin.

Araştırmacıların bundan sonra tek yapması gereken şey, radyofrekans akımları göndermek olmuş.

Böylelikle algılayıcılar, elektronların çıkardığı enerjiyi tespit ederek; bir tek titanyum veya demir atomunun maynetik alanının görüntüsünü oluşturmuşlar.

15

Temel Bilimler Enstitüsü’nde çalışan fizikçi Philip Wilke, şöyle açıklıyor: “Görünüşe göre bizim ölçtüğümüz bu manyetik etkileşim; hem uç kısmın üzerinde, hem de örnekte yer alan nesnelerin dönüş özelliklerine bağlı” “Örneğin; demir atomlarında gördüğümüz sinyal, titanyum atomlarında gördüğümüz sinyalden çok farklı. Bu durum; manyetik alanda bıraktıkları imza ile farklı tür atomları ayırt edebilmemizi sağlıyor ve yöntemimizi çok güçlü hale getiriyor.”

Elementi sadece bir atomdan tanıyabilmesine ek olarak bu yöntem, ayrıca o kadar hassas ki; yan yana duran atomları da ayırt edebiliyor.

teknolojileri muhteşem biçimde birleştirildi” diyor.

“Tıbbi MRI’ler, örnekleri muhteşem biçimde tanımlayabiliyor ancak bu kadar küçük ölçekte değil.”

Takımın, böylesi küçük bir teknoloji için epey büyük planları var. Teknolojinin, yalnızca tekil atomların değil; ayrıca moleküller gibi daha büyük yapıların da manyetik özelliklerini ve dönüş özelliklerini belirlemede olağanüstü kullanışlı olacağına inanıyorlar.

Ayrıca, kuantum sistemleri tanımlamak ve kontrol etmek için de kullanılabilir ve elbette, gelişmekte olan kuantum bilişim alanı için çok faydalı olur.

New York’taki İleri Bilimsel Araştırma Merkezi’nde çalışan fizikçi Ahmed Duke Şeren, The New York Times gazetesine konuşarak, “Görüntüleme

16

KARBON FİBER Karbon fiber bir polimerdir. Karbon zincirlerinin birbirine çok uzun bir şekilde bağlanması ile oluşur.

Karbon fiberlerin çapları yaklaşık olarak 5 – 10 mikrometredir. Bir diğer adı karbon elyaftır.

Son yıllarda adı sıkça duyulmaktadır. Ancak bu yeni bulduğu anlamına gelmemektedir…… Sadece hayatımızda son zamanlarda öneminin daha çok farkına varılmış ve kullanım alanı artmıştır. Kullanım ömrünün uzun olması ve dışarıdan gelen etkenlere karşı dayanıklı olması onu bir adım daha öne taşımaktadır.

Resim1:Karbon fiber örneği

Eğer özellik bakımından incelenecek olursa iplik kadar incedir. Ancak bükülme işlemi gerçekleştirilirse mukavemeti oldukça yüksek seviyeye çıkartılabilmektedir. Ayrıca oldukça hafif ve dayanıklı olması çelik kullanılan alanlarda bir alternatif yaratmaktadır. Karbon fiber in üretilmesi için gerekli olan hammaddeye öncü adı verilir. Öncünün %90 poliakrilonitrilden kalan %10 ise rayon veya petrol ziftinden elde edilir. Öncünün net bileşimi firmadan firmaya değişiklikler içerir ve bu değişiklikler paylaşılmamaktadır.

gerekirse:

Karbon fiberin özelliklerine örnek verilmek istenirse:

• Tip I, yüksek ısıl işlem görmüş karbon fiberler, son ısıl işlem sıcaklığı 2000 ° C'nin üzerinde olmalıdır.

• Tip-II, son ısıl işlem sıcaklığının 1500 ° C civarında veya üstünde olmalıdır.

• Tip III, düşük ısıl işlem görmüş karbon lifleri, son ısıl işlem sıcaklıkları 1000 ° C'den yüksek değildir.

• • • • • • • • • •

Sertlik derecesi yüksektir. Çekme mukavemeti yüksektir.

Kimyasal dayanıklılığı yüksektir.

Sıcaklığa karşı dayanımı yüksektir.

Düşük ağırlık/güç oranı vardır.

Yüksek korozyon direncine sahiptir.

Elektriksel iletkenliğe sahiptir.

Yorulma dayanımı iyi bir seviyededir.

Yangına dayanıklıdır.

Korozyona karşı dayanıklıdır.

Karbon fiber modül, öncü malzemeler ve nihai işlemlere göre sınıflandırılabilir.

Karbon fiber özelliklerine göre sınıflandırmak gerekirse: • • • • •

Ultra yüksek modül Yüksek modül Orta modül Düşük modül ve yüksek gerilme Süper yüksek mukavemetli

Öncü fiber malzemelere göre sınıflandırmak

• • • • • •

PAN bazlı karbon fiber Pitch bazlı karbon fiber Mezofaz zift bazlı karbon fiber İzotropik zift bazlı karbon fiber Rayon bazlı karbon fiber Gaz fazı ile büyütülen karbon fiber

Karbon fiber nihai ısıl işlem sıcaklığına göre sınıflandırmak gerekirse:

Karbon Fiber Nerelerde Kullanılır?

Karbon fiberin uygulama alanı oldukça geniştir.

Deniz, rüzgar enerjisi, mühendislik uygulamaları, enerji, spor malzemeleri, inşaat sektörü gibi pek çok alanın farklı bölümlerinde karbon fiber üstün özellikleriyle hayatımızı kolaylaştırmaktadır. Bu kadar kullanışlı ve her alanda kolaylık sağlayabilen karbon fiber gün geçtikçe hayatımızın her anında karşımıza çıkmaktadır. Mühendisler içinde malzeme seçimi için ilk sıralarda yerini almaktadır.

17

Resim2: Karbon fiber kullanılarak basılmış 3D uçak Ayrıca Türkiye’ de ilk kez Arçelik firması tarafından üretilmiş olan karbon fiberden buzdolabı da kullanım alanının çok geniş olduğunun bir göstergesidir. Daha

dayanıklı ve daha hafif olan karbon fiber ile yapılmış olan buzdolabı Arçelik firması tarafından 25 yıl garanti kapsamındadır.

Resim3:Karbon fiberden üretilmiş buzdolabı

18

Araba Üretiminde Karbon Fiber Kompozit madde sanayisinden birçok firmanın katılım gösterdiği JEC Kompozit Fuarına Lamborghini de karbon fiber kullandığı Lamborghini Reventon’ı fuarda gösterime sundu. Ancak lamborghini’nin ilk kez karbonfiber kullandığı arabası Reventon değildi.

kilit taşlarından biri olabileceği düşünülmektedir. Özelliklerinden bahsedilirken düşük ağırlık/güç oranına değinilmişti. Peki bu özellik bir araba teknolojisinde nasıl kullanılır? Bize nasıl bir avantaj sağlar? Bu soruların cevapları aslında özelliğin içinde geçmektedir.

1980 yıllarında Countach modelinde karbon fiber kullanarak daha sonraki karbon fiber kullanımlarının ilk adımlarını atmış oldu.

Araçlarda çelik kadar sağlam ancak çelikten kat ve kat daha sağlam olan karbon fiber oldukça hafif bir malzemedir. Yani burada arabanın ağırlığı azaltılınca yakıt tüketimi ve CO2 emisyonlarında oldukça dikkat çekici bir azalma yaşanmıştır.

Karbon fiber gelecekte araba üretiminin önemli

Ev Yapımında ve Güçlendirilmesinde Karbon Fiberin Önemi Son zamanlarda deprem gerçeği kendini hatırlatmakla birlikte bizlere ne kadar hazırlıklı olduğumuzu da sorgulattı. Günümüzü beton yapıların içinde geçirdiğimiz düşünülecek olursa eğer bu konuda daha iyi önlemler alınması gerektiği ve şu an sıfırdan dönüşüm yapmanın zorluğu göz önüne alınacak olursa burada çözüm olarak kolay uygulanabilir ve dayanıklı bir malzemeye ihtiyaç duyulmaktadır. Aslında burada da devreye karbon fiber girmektedir. Kolon ve kirişlerin karbon fiber ile güçlendirilmesi aranılan kriterlere uygun ve etkili bir çözümdür. Kolon ve kirişlere uygulanan karbon fiber dayanıklılığı arttırmakta ve hafif olduğu içinde binaya fazladan bir yük bindirmemektedir.

Üniversitesi ve Dowaksa firması işbirliğinde yapılan karbon fiber kullanılan bir ev ile karbon fiber kullanılmayan ev arasındaki farkı araştıran bir proje yapılmıştır. Bu projeye daha yakından bakmak gerekirse bos bir araziye birbiriyle aynı olan iki adet bina inşa edildi. Ancak bir binanın yapımında karbon fiber kullanıldı. Daha sonra yapay sarsıntı verilerek deprem olayı taklit edildi. Sonuç ise karbon fiber kullanılmayan ev ilk sarsıntılarda yıkılırken, karbon fiber kullanılan ev 7.3 büyüklüğüne kadar dayanıklılık gösterdi. Bu proje de aslında ev yapımında kullanılan karbon fiberin nasıl bir etki ettiğini gözümüzde daha net canlanmasına sebep oluyor.

Yalova Çevre ve Şehircilik İl Müdürlüğü İstanbul

Resim4:Karbon fiber kullanılmış evin deprem de dayanıklılık testi

19

Karbon Fiberin Dezavantajları Karbon fiberin bu kadar özelliğinden, uygulama alanının genişliğinden bahsedildi. Doğal olarak aklımıza peki karbon fiberin hiç mi olumsuz bir tarafı yok diye bir soru geliyor. Maalesef ki bu çok kullanışlı malzemenin de birkaç olumsuz tarafı var.

Ancak en önemli olumsuz tarafı geri dönüşümünün gerçekleştirilmesinde zorlanılmasıdır.

Geri dönüşümü gerçekleştirildiğinde ise ilk durumdaki hali kadar dayanıklılığa sahip olamaması önemli bir sorun teşkil etmektedir. Çünkü geri dönüşüm sonrasında malzemelerin tekrar aynı özelliği verememesi onu aynı alanda kullanmaya engel teşkil etmektedir.

Bu geri dönüşüm zorluğu ve malzemenin eski dayanıklılığına sahip olamaması gelecekte bir atık problemine yol açacağına işaret etmektedir. Bu sorunun bir an önce çözülmesi için çalışmalar yapılmaktadır. Bir diğeri de maliyetinin pahalı olması. Bu durum da kullanım alanlarında karbon fiberin kullanılmasının üreticide düşünmeye sevk ediyor. Ayrıca özelliklerinden bahsederken elektrik iletkenliğinden bahsetmiştik. Bu iletkenlik kullanım alanlarına göre bazı problemler çıkarabilir. O yüzden karbon fiber kullanılacak olan alanın koşulları çok iyi incelenip eğer gerekiyorsa önlemler alınmalıdır.

Gelecekte Karbon Fiber Karbon fiberin sektördeki üstünlüğü kabul edilmiş bir gerçektir. Kullanım alanının sonsuzluğu göz önüne alınacak olursa yıl geçtikçe kapsama alanı artış

gösterecektir. Aynı zamanda talep artacağı için üretim kapasitesinde de artış olacaktır. Ancak bu artış için maliyetin de azalması hedeflenmektedir.

Kaynaklar [1]. http://www.innovativecomposite.com/what-is-carbon-fiber/ [2]. http://www.madehow.com/Volume-4/Carbon-Fiber.html [3]. https://auto.howstuffworks.com/fuel-efficiency/fuel-economy/carbon-fiber-oil-crisis1.htm [4]. https://www.materialsciencejournal.org/vol14no1/carbon-fibres-production-properties-and-potentialuse/ [5]. https://zoltek.com/carbon-fiber/the-future-of-carbon-fiber/ [6]. https://www.dunya.com/tekno-trend/sihirli-ama-cevreci-mi-haberi-356319 [7]. http://www.hurriyet.com.tr/teknoloji/karbon-elyafli-bina-depreme-daha-dayanikli-41280900 [8]. http://m.haberler.com/lamborghini-teknolojide-sinir-tanimiyor-haberi/ [9]. https://www.arcelik.com.tr/no-frost-buzdolabi/283720-diamond-buzdolabi Resim1: http://zoltek.com/carbon-fiber/what-is-carbon-fiber/ Resim2: https://www.simplify3d.com/support/materials-guide/carbon-fiber-filled/ Resim3: https://www.sozcu.com.tr/2018/ekonomi/arcelikten-karbon-fiber-buzdolabi-2545767/ Resim4: https://www.dunya.com/sirketler/deprem-yikimina-karbon-elyafli-cozum-haberi-339264

Emine Baydere Kimya Mühendisi (Lisans Öğrencisi) eminebaydere99@gmail.com

20

HİDROJEN YAKIT İLE UÇAN ARAÇ ÜRETİLMESİ PLANLANIYOR!

Alaka Technologies isimli şirket hidrojen yakıt ile uçan araç Skai üzerinde çalışıyor. Ve birçok rakip gibi, Alaka’nın da aracını uçan taksi veya teslimat aracı olarak kullanması planlanıyor. Bu yeni aracı diğer araçlardan ayıran şey ise hidrojen yakıt ile beslenmesi.

lunuyor. Ayrıca 1000 poundluk bir taşıma kapasitesi ve 118 mph hıza ulaşması hedefleniyor. Tam dolu hidrojen deposuyla da yaklaşık dört saatlik uçuş süresine sahip olması planlar arasında.

Yeni aracın Federal Havacılık İdaresi (FAA) sertifikasını üretime geçmeden önce alması gerekiyor.

Holmes, Alaka’nın bu süreci 2020 yılına kadar tamamlamayı hedeflediğini de bildirdi.

Hidrojen Yakıt ile Uçan Araç Skai Projelendirildi!

Alaka’nın yönetim kurulu üyesi Bruce Holmes yaptığı açıklamada hidrojen seçimiyle ilgili olarak “Bu gezegendeki en temiz enerji türü, bu yüzden aracın hidrojenden güç almasını istedik.” dedi. Holmes, çoğu rakip tasarımında pil kullanıyor, ancak Alaka’nın daha düşük çevresel etki ve daha iyi performans gösterebileceğini düşünüyor.

Holmes, ayrıca Skai isimli yeni aracın yakıt hücrelerinin de yüzde 99 oranında geri dönüştürülebilir olduğunu, lityum-iyon pillerde bulunan nadir toprak metallerini kullanmadığını ve yıllarca kullanım ömrüne sahip olduğunu belirtti.

Uzun menzilli ve hızlı yakıt dolum süreleri ise hidrojen yakıt hücreli araçların avantajları olarak lanse edildi. Alaka’nın hidrojeni rüzgar, güneş ve hidro-elektrik gibi yenilenebilir kaynaklardan alması bekleniyor.

Skai içerisinde dört yolcu ve bir pilot için yer bu-

21

İLAÇ ÇALIŞMALARINA YÖN VEREN BİLEŞİK KUERSETİN Doğada binlerce çeşit bitki bulunmaktadır ve bu bitkilerin içinde ise sağlığımız için çok önemli bileşikler bulunmaktadır. Flavonoitler adı verilen bu bileşik ailesi 6 sınıftan oluşmaktadır. Bu sınıflardan flavon grubunun üyesi bileşiği olan kuersetin doğada bitki çayları olarak bilinen bitkilerin yapraklarında,

çiçeklerinde ve saplarında bulun grubudur. Kuersetin aynı zamanda doğal bir sarı boya ekstraktı olarak kullanılmaktadır. Bu bitki çayları eczacılığın değişik alanlarında, gıda kimyasında ve biyokimyada kullanılmaktadır[1].

Görsel 2: Kuersetinin Toz Hali

Görsel 1:Joseph Quercetanus Duchesn Şekildeki yapıya sahip olan kuersetin adının nereden geldiğine dair farklı hikayeler bulunmaktadır. Bir simyacı olan Joseph Quercetanus Duchesn’den adını aldığını düşünülmektedir. 1857 yılında bulundu ve sarı kristal toz olarak elde edildiği düşünülmektedir. Farklı bir kaynağa göre adını bulunan ağaç bankasında gylocide Querctus Tinctoria'dan (amerikan meşe) gelebilir. Amerikan meşesinde kuersetin bulunmaktadır. Bu ağaçtan izole edildiği düşünülmektedir[2]. Beslenmede en zengin antioksidanlardan kabul edilen kuersetin serbest radikal hasarı, yaşlanma ve inflamasyonun etkileri ile mücadele önemli bir rol oynar[2].

Kuersetin bu etkilerinin dışında; •Kalp sağlığını koruma •Cilt sağlığını koruma •Doğal antihistaminik •Strese karşı koruma etkisi bulunmaktadır[4].

Kuersetin doğada pek çok bitkinin içinde bulunmaktadır. Yandaki şekilde 100 g başına mg kuersetin içerikleri yer almaktadır. Mürver meyvesi ağacında 100 gramında 42 mg kuersetin bulunmaktadır. Kırmızı soğan iyi bir kuersetin kaynağıdır[2]. Sağlığımız için bu kadar önemli olan bileşikleri bitkilerin içinde bu kadar az bulunmaları nedeni ile daha önemli kılmaktadır.

Kuersetin, insan sağlığı ile ilgili birçok alanda büyük bir umut kaynağıdır. Kuersetin, reaktif oksijen türlerinin (ROS) veya vücudun hücrelerinde serbest radikallerin neden olduğu oksidasyonun zararlı etkilerini önleyen kimyasal bir yapıya sahip bir moleküldür. Kuersetin ayrıca preklinik testlerde anti-enflamatuar, antiviral ve antikanser aktivitesinin yanı sıra kalp ve sinir sistemi üzerindeki koruyucu etkiler de dahil olmak üzere diğer biyolojik etkileri göstermiştir. [3].

22

Görsel 3 : Bazı Bitkilere Ait Kuersetin İçerikleri 2 Flavonoitlerin hipertansiyon, iltihaplanma,kanser, diyabet ve damar hastalıklarına karşı aktif olduğu kanıtlanmışlardır. Kuersetin, LDL oksidasyonunu inhibe etmesi, enflamatuar belirteçlerini azaltması gibi etkileri nedeniyle kalp sağlığı ile de ilgilidir.

Kuersetinin kardiyoprotektif etkilerini doğrulamak için deneysel kanıtlar ararken, in vivo çalışmaları da ayrıntılı olarak incelemişlerdir. Kuersetin ve türevlerinin, kardiyovasküler hastalıkların tedavisinde kullanılması olasılığını gösteren veriler

elde etmişlerdir. Araştırmacılar, kuersetin ve türevlerinin, gıdalarda bulunma gereksinimlerinin ötesinde ilaç geliştirme programlarında öncü bir molekül potansiyeli olduğunu belirtmişlerdir[5]. Son zamanlarda, birçok ilaç şirketi ve araştırmacının dikkati, ilaç keşfi ve gelişimi için zengin bir kaynak olarak flavonoitlere yönelmiştir[6].

23

Resim: Kanserden Koruyan Molekül 2 Kuersetinin etki mekanizmasını açıklayabilmek için çeşitli hücre kültürü çalışmaları yapılmıştır.

Yapılan çalışmalar sonucunda etki mekanizması tam olarak aydınlatılamamıştır Fakat kuersetinin hem kanser hem de normal hücreler üzerindeki biyolojik etkilerinin değerlendirilmesinde ümit verici sonuçlar elde edilmiştir. Kuersetinin kemopreventif(kanserden koruma) ve kemoterapötik etkilerini gösterdiği için ilaç geliştirme programlarında öncü bir molekül potansiyeli bulunmaktadır[7].Kuersetin kolesterolü düsürmekte, kalp hastalıkları ve akciğer kanseri riskini azaltmaktadır. Sahip olduğu antioksidan

etkisinin akciğerleri ve solunum yollarını sigara ve kirli havanın etkilerinden korumaya yardımcı olduğu saptanmıştır. Kuersetin alerji ve astım tedavisi için de genellikle tavsiye edilmektedir[1].

Kuersetin ve kanser ilişkisi üzerine yapılan bir çalışmada bir hayvan deneyi yapılmıştır. Fareler iki gruba ayrılmıştır. Her bir fare kanserdir. İlk gruba herhangi bir ilaç verilmemiştir. İkinci grupta bulunan farelere ise kuersetin verilmiştir. Yirmi dört saat sonunda yapılan görüntüleme ile kanser hücrelerinin azaldığı görülmüştür[8].

Görsel 4:Kanser Hastası Fare Grubu

24

Şekil 5: Kuersetin Tedavisi Uygulanan Fare Grubu Farmakolojik özellikleri nedeniyle, son yıllarda, kuersetin üzerine da çok sayıda çalışma yapılmıştır. İnsan sağlığı için önemli terapötik etkinlikleri olan kuersetinin daha geniş uygulamaları için daha kapsamlı araştırılması gerektiği araştırmacılar tarafından belirtilmektedir[9]. Çok sayıda in vitro ve bazı hayvan deneyleri ile kuersetinin tümör büyümesini inhibe ettiğini gösterir. Oral dozların emilimini ve anti-kanser etkisinin büyüklüğünü aydınlatmak için daha fazla araştırmaya ihtiyaç vardır.

Kuersetin üzerine yapılan çalışmalarda meme kanseri, lösemi, ve kolon kanseri de dahil olmak üzere pek çok kanser hücresi çeşitlerini inhibe etmiştir. Günümüzde, anti-kanser bileşiği olarak kuersetini destekleyen önemli in vitro çalışmalar yapılmıştır ve deneysel veriler elde edilmiştir. Ancak, bu umut verici veriler, daha kapsamlı çalışmalar ile yani insan veya hayvan araştırmaları yapılmamıştır.

Bu da kuersetinin kanser tedavisinde kullanımıyla ilgili bir takım bilgi boşlukları oluşturmaktadır ve bu boşlukların doldurulması için çalışmalar devam etmektedir[10].

Kaynaklar 1. Ergüzel, E. T. (2006). quercetin (3, 3’, 4’, 5, 7-pentahidroksiflavon)’in Bakır (II) ve Çinko (II) Komplekslerin Kararlılık Sabitlerinin Tayini. Yüksek Lisans. İstanbul: Marmara Üniversitesi.., 2. Jockers, D.,Quercetin Reduces AutoImmunity and Cancer. https://drjockers.com/quercetin-reducesautoimmunity/ Son Erişim Tarihi: 15.10.2019 3. http://www.health-mall.in/files_hl/Quercetin_%20Scientific_Journey_Discovery.pdf 4. https://lifeseasons.com/what-is-quercetin-benefits-and-uses Son Erişim Tarihi: 07.01.2019 5. Patel, R. V., Mistry, B. M., Shinde, S. K., Syed, R., Singh, V., & Shin, H. S. (2018). Therapeutic potential of quercetin as a cardiovascular agent. European journal of medicinal chemistry, 155, 889-904 6. Chikamatsu, T., & Hida, Y. (2012). Quercetin: Dietary Sources, Functions and Health Benefits. Nova Science Publishers 7. Gibellini, L., Pinti, M., Nasi, M., Montagna, J. P., De Biasi, S., Roat, E., ... & Cossarizza, A. (2011).

Quercetin and cancer chemoprevention. Evidence-based complementary and alternative medicine, 2011.

8. Li, B., Xie, X., Chen, Z., Zhan, C., Zeng, F., & Wu, S. (2018). Tumor Inhibition Achieved by Targeting and Regulating Multiple Key Elements in EGFR Signaling Pathway Using a Self‐Assembled Nanoprodrug.

Advanced Functional Materials, 28(22), 1800692 9. Shah, P. M., Priya, V. V., & Gayathri, R. (2016). Quercetin-a flavonoid: a systematic review. Journal of Pharmaceutical Sciences and Research, 8(8), 878.

10. Davis, W., Lamson, M. S., Matthew, S., & Brignall, N. D. (2000). Antioxidants and cancer III: quercetin.

Altern Med Rev, 5(3), 196-208.

Selinay Özel Kimya Mühendisi (Yüksek Lisans Öğrencisi) selinayozel95@gmail.com

25

KİMYAGERLER GÜNEŞ IŞIĞINI KULLANARAK İLAÇ ÜRETMEYE YAKLAŞTI

Eindhoven Teknik Üniversitesi’nden kimyagerler kimyasal bir reaksiyon oluşturmak için güneş ışığını emen mini bir reaktör geliştirdi.

Herkes için uygun fiyatlı ilaçlar üretebilmek araştırmacılar için oldukça önemlidir. Bir grup daha bu hedefin gerçekleştirilmesine çok yaklaştı.

Hollanda’daki Eindhoven Teknik Üniversitesi’nden kimyagerler kimyasal reaksiyonları gerçekleştirebilmek için güneş ışığını emen yapraklara benzer mini bir reaktör tasarladı.

Kimyagerler reaktörün iki ilaç üretmesini sağladı: antimalaryal artemisinin (sıtma ilacı) ve antiparazitlerden askaridol. Angewandte Chemie’de yayımlanan araştırma reaktörün nasıl ölçeklenebileceğini ve çeşitli kimyasal reaksiyonlarda nasıl kullanılabileceğini açıklıyor.

Kimyagerler Mini Reaktör ile Kimyasal Reaksiyonları Yürütmeyi Başardı Timothy Noel’in liderliğindeki ekip tarafından geliştirilen bu yeni reaktör 2016 yılında ürettikleri başka bir reaktörden esinlenilerek tasarlandı.

Reaksiyonlar için gerekli olan güneş ışığının elde edilmesi zorluğunun üstesinden gelebilmek için araştırmacılar bir tür silikon kauçuk olan

Luminescent Solar Concentrators’ta (LSC’ler) çok ince kanallar oluşturdular. Kanallar bir yaprağın içinden geçen damarlarla benzer yapıdadır.

Güneş ışınları molekülleri aktive eder ve kimyasal reaksiyonlar başlar.

Geçtiğimiz yıl araştırmacılar güneş ışığından ne kadar yararlanıldığına bakılmaksızın kimyasal reaksiyonların üretimini dengeleyebilmek için bir sistem geliştirdi. Bu yeni araştırmada silikon kauçuğunun yerine daha ucuz ve hacimce üretilmesi daha kolay olan Poli (metil metakrilat) veya Pleksiglas kullanıldı. Çünkü bu malzemeler daha yüksek kırılma indisine sahip olduğu için ışık daha iyi bir şekilde depolanır.

Noel, dergide “Bu reaktör sayesinde istediğiniz yerde ilaç üretebilirsiniz. Sadece güneş ışığına ve bu mini fabrikaya ihtiyacınız var” dedi. Araştırmacılar reaktörün ne kadar çok yönlü olduğunu göstermek amacıyla birbirinden farklı bir dizi kimyasal reaksiyonları tamamladılar.

İlaç Şirketleri Daha Yeşil Dostu Bir Hale Gelecek mi?

Araştırmacılar bu reaktörden ilaç üretebilmenin hala daha başındayken ilaç şirketlerini daha çevreci bir hale getirmenin yollarının geliştirilmesi konusunda potansiyele sahip. Zehirli kimyasallar

26

ve fosil yakıtlardan üretilen enerji ilaç üretimi için hala gerekli. Araştırmacılar güneş ışığı kullanılarak reaksiyonların daha sürdürülebilir, daha ucuz ve hızlı yapılabileceğini savundular.

Noel, üniversitenin yayınladığı basın açıklamasında “Bu yapay yapraklar mükemmel bir şekilde

ölçeklenebilir. Bu teknolojinin şu an için yalnızca güneş ışığında çalışması dışında uygulamaya koyma konusunda bir engel yok. Güneşin olduğu her yerde çalışacaktır. Reaktörler kolayca ölçeklendirilebilir, düşük maliyetli ve güçlü yapıları sayesinde güneş ışığı ile işlev gören kimyasalların düşük maliyetleri için idealdir” dedi.

Haberi Çeviren : Simge Kostik

27

BİYOSÜRFAKTANTLAR

Sürfaktantlar; yüzey aktif madde molekülleri olarak adlandırılan sıvı-sıvı, katı-sıvı ve benzeri etkileşimlerde yüzey gerilimini azaltan moleküllerdir. Bu maddeler eczacılıktan madde bilimine, boyadan biyolojiye birçok alanda kullanılmaktadır. Emülgatör, yüzey ıslatıcı ve deterjan olarak kullanımları yaygındır. Yüzey aktif madde molekülleri (sürfaktantlar) genellikle amfipatik özelliğe sahip organik

bileşiklerdir. Amfipatik özellik bir bileşiğin hidrofobik (suda çözünmeyen) ve hidrofilik (suda çözünen) olan bölgelere sahip olma durumudur. Sürfaktantlar polar baş gruplarına göre iyonik olmayan, anyonik (-) ve katyonik (+) olarak sınıflandırılırlar. SDS (anyonik), CTAB (katyonik) ve TritonX-100 yaygın olarak kullanılan yüzey aktif maddelerdir.

Yüzey aktif madde molekülleri sentetik veya biyolojik olarak elde edilebilirler. Biyolojik yüzey aktif madde molekülleri (biyosürfaktant) bakteri ve bitkiler gibi canlı hücreler tarafından üretilmektedirler.

Mikrobiyal sürfaktantlar büyük ölçekli üretim, seçicilik, zor koşullarda aktif olmalarından dolayı geniş kullanım alanlarına sahip olmakla birlikte çevreyi korumak için de kullanılmaktadırlar.

Herhangi bir toksik etkilerinin bulunmamasının yanı sıra doğada parçalanabilirler. Petrolden üretilen yüzey aktif madde molekülleriyse geri dönüştürülemezler ve çevre kirliliğine neden olurlar.

Bazı petrol kaynaklı yüzey aktif maddeler doğada parçalanmalarına karşılık bulundukları ortama toksik etkide bulunabilirler. Toksik etkileri ve doğada parçalanmaları arasında ters orantı vardır. Biyolojik yüzey aktif maddeler doğada parçalanmalarına

rağmen hem petrol kaynaklı yüzey aktif molekülleri hem de biyosürfaktanlar deride tahrişe ve alerjiye sebep olabilmektedir.

Sophorolipidler Nedir?

Biyolojik yüzey aktif madde moleküllerinden bahsedildiğinde patojenik olmayan maya

Biyolojik yüzey aktif madde moleküllerinin yüzey gerilimini azaltma özellikleri mevcut besine ve elde edildikleri mikroorganizmanın türüne göre değişmektedir.

Biyosürfaktantlar sentetik sürfaktantlara oranla daha yüksek yüzey ve ara yüzey faaliyetine sahiptirler. Diğer yandan biyolojik yüzey aktif madde moleküllerinin laboratuvar ortamında üretilirken daha fazla basamağa sahip olmaları sentetik yüzey aktif maddelere oranla çok daha pahalıya mal olmalarına sebep olmaktadır.

mantarları tarafından üretilen sophorolipidler akla gelmektedirler.

28

Aktif olduğu sıcaklık aralığı, basınç ve iyonik güç sophorolipidlerin özellikleri arasında yer almaktadır.

Ayrıca anti-mikrobial, virüsidal ve anti-kanser özellikleri de diğer biyolojik aktivitelerine örnek olarak verilebilir. Sophorolipidler birçok avantaj sağlamalarına karşın bazı durumlarda kısıtlamalara sahiptirler. pH asidik olduğunda bulundukları

ortamdaki çözünebilirlikleri düşer. pH 5’ten yüksek olduğunda çözünebilirlikleri artar. Uzun süreli kullanım için saklanmalarında pH’ın 7-7.5 civarında olması sophorolipidlerin kararsız olmalarına neden olur ve bu durum asetil grup ve ester bağının hidrolize olmasına sebep olur.

Konsantrasyonları yüksek olmasına rağmen köpük oluşumu oldukça azdır bu sebeple sabun olarak

kullanıma uygun değillerdir. Fakat, köpük oluşumu istenmeyen protokollerde hala kullanılmaktadırlar.

29

Yukarıda bahsedildiği gibi biyosürfaktantların elde edilmesi oldukça maliyetlidir. Elde edilme basamakları şöyle açıklanabilir; * Bakterinin çevreden izole edilmesi, * Yüzey geriliminin hesaplanması, * Bakterinin uygun ortamda büyütülmesi, * Potansiyel yüzey aktif madde moleküllerinin gücünün tarama testi ile (mavi agar testi, damla çöküşü testi vb.) hesaplanması, * Bakterinin 16s rRNA sekansının belirlenmesi, * Yüzey aktif madde moleküllerinin oluşması için aşılama yapılması, * Biyolojik yüzey aktif madde molekülleri için

kararlılığın çalışılması, * FT-IR uygulaması (kimyasal bağ tanımlaması).

Sonuç olarak; biyolojik yüzey aktif madde molekülleri %100 doğaldırlar. Yüzey gerilimini düşürebilme özellikleri vardır, çevre kirliliğini önlerler. Ayrıca yaşam koşullarını petrolden elde edilen yüzey aktif maddelere oranla arttırdıkları gözlenmiştir. Biyolojik olarak dönüştürülebilmektedirler ki bu da çevre için toksik olmadıklarını kanıtlamıştır. Biyolojik yüzey aktif madde moleküllerinin üretimde pahalı olmalarına rağmen sağladıkları avantajlar (toksik olmamaları, geri dönüştürülebilir olmaları vb.) sentetik sürfaktantlardan çok daha fazladır.

Kaynaklar 1) Rosen MJ & Kunjappu JT (2012). Surfactants and Interfacial Phenomena (4th ed.). Hoboken, New Jersey: John Wiley & Sons. p. 1. ISBN 978-1-118-22902-6.

2) Banat IM, Makkar RS, Cameotra SS (May 2000). "Potential commercial applications of microbial surfactants". Appl. Microbiol. Biotechnol. 53 (5): 495–508. doi:10.1007/s002530051648. PMID 10855707.

3) Rahman KS, Rahman TJ, McClean S, Marchant R, Banat IM (2002). "Rhamnolipid biosurfactant production by strains of Pseudomonas aeruginosa using low-cost raw materials". Biotechnol. Prog. 18 (6): 1277–81. doi:10.1021/bp020071x. PMID 12467462.

4) Marc, S. Surfactants vs. Biosurfactants - SaniMag. Retrieved from http://sanimag.sanimarc.com/ surfactants-vs-biosurfactants/ 5) Van Bogaert, I. N. A.; Zhang, J.; Soetaert, W., Microbial synthesis of sophorolipids. Process Biochemistry 2011, 46 (4), 821-833 6) Shah, V.; Doncel, G. F.; Seyoum, T.; Eaton, K. M.; Zalenskaya, I.; Hagver, R.; Azim, A.; Gross, R., Sophorolipids, microbial glycolipids with anti-human immunodeficiency virus and sperm-immobilizing activities. Antimicrob Agents Chemother 2005, 49 (10), 4093-4100.

7) Hirata, Y.; Ryu, M.; Oda, Y.; Igarashi, K.; Nagatsuka, A.; Furuta, T.; Sugiura, M., Novel characteristics of sophorolipids, yeast glycolipid biosurfactants, as biodegradable low-foaming surfactants. J Biosci Bioeng 2009, 108 (2), 142-146 8) Elazzazy, A., Abdelmoneim, T., & Almaghrabi, O. (2015). Isolation and characterization of biosurfactant production under extreme environmental conditions by alkali-halo-thermophilic bacteria from Saudi Arabia.

9) Christie, W. Rhamnolipids, Sophorolipids and Other Simple Glycolipids (acyl glycosides, trichome, heterocyst, ascarosides, mannosylerythritol lipids, cellobiose lipids, trehalose lipids, emulsan). Retrieved 15 October 2019, from https://www.lipidhome.co.uk/lipids/simple/rhamno/index.htm 10) Petruzzello, M. yeast | Definition & Uses. Retrieved 15 October 2019, from https://www.britannica. com/science/yeast-fungus

Dilanur Toprak Kimyager (Lisans Öğrencisi) dilanurtoplak@gmail.com

30

TÜRK BİLİM İNSANLARI ULTRA İNCE MALZEME ÜRETMENİN FORMÜLÜNÜ BULDU

İzmir Yüksek Teknoloji Enstitüsü Öğretim Üyesi Doç. Dr. Hasan Şahin öncülüğünde, aralarında Nobel ödüllü bilim adamı Andre Geim’in de bulunduğu ekip, nano teknolojide kullanılmak üzere elmas, altın ve alüminyum gibi tabakalı olmayan maddelerden ultra ince malzeme üretmenin formülünü buldu. İzmir Yüksek Teknoloji Enstitüsü (İYTE) Fotonik Bölümü Öğretim Üyesi Doç. Dr. Hasan Şahin öncülüğünde, İngiltere ve Belçika’dan bilim insanlarının da bulunduğu heyet, nano teknoloji alanında kullanılmak üzere elmas, altın ve alüminyum gibi tabakalı olmayan maddelerden “ultra ince” malzeme üretmenin formülünü buldu.

Bükülebilir telefonlar, bataryaların ultra hızlı şarj edilmesi gibi bir çok alanda kullanılan ve bugüne kadar kömür karbonu gibi tabakalı maddelerden üretilen ultra ince malzemelere yeni bir boyut kazandıran formülün, yeni buluşların önünü açması bekleniyor.

Daha önce kömür karbonunu ayrıştırarak ultra ince malzeme “Grafen”i bulan ve bu çalışmasıyla Nobel ödülü alan bilim insanı Andre Geim, Francois Peeters ve Rahul Nair’in de bulunduğu heyet, Şahin’in rehberliğinde bir yıl önce ultra ince malzeme üretmek için çalışmalara başladı.

Heyet, bu çalışmada, tabakalı yapıya sahip malzemelerin ultra ince hallerine ulaşılmasının yanında elmas, altın ve alüminyum gibi tabakalı olmayan ve yığınlar halinde bulunan maddelerin de

ultra ince haline erişmeyi amaçladı.

Geliştirdikleri formülle bunu başaran heyetin sonuç makalesi, bilim dünyasında büyük ilgi gördü.

Bizim Getireceğimiz Reçete, Yepyeni Malzemelerin Keşfine Yol Açacak Doç. Dr. Şahin, yaptığı açıklamada, çalışmada yer alan bilim insanlarının son 10 yıl içinde kendi alanlarında en çok bilinen isimler olduğunu belirtti. Özellikle Andre Geim’in, 2004’te grafenin senteziyle başlayan yolculuğunun önemine dikkati çeken Şahin, “Malzeme biliminde grafit dediğimiz ve kömür olarak bildiğimiz o çok basit malzemeden, çok sürpriz ve inanılmaz özelliklere sahip olan grafenin sentezi, yepyeni bir yol açtı. Özellikle de nano teknoloji açısından tek atom kalınlığında ultra ince dediğimiz grafenin bulunuşu, inanılmaz mekaniksel özelliklere sahip olması, elektriksel olarak çok ilginç olması, bu alandaki çalışmaları tetikledi. Ultra ince malzemelerin ne kadar önemli olduğunu bütün dünya fark etti.” diye konuştu.

Grafenden sonra tabakalı olmayan yapılardan ultra ince malzeme üretmek için kolları sıvadıklarını dile getiren Şahin, projede fikrin Türkiye’den çıktığını vurguladı.

Geliştirdikleri formülle nano teknoloji alanında

31

ilerlemeler olacağına işaret eden Şahin, “Gelişmekte olan nano teknolojinin ihtiyaçları var. Bunlar nano kaplamalar, nano ölçek ilaçlar olabilir. Elektriği çok iyi ileten nano materyaller olabilir ya da ışığı çok iyi geçiren transparan nano malzemeler olabilir. Gelişen teknoloji sayesinde sayamayacağımız kadar alanda nano teknolojinin malzeme ihtiyacı olacak. Bizim getireceğimiz reçete, limitleri ortadan kaldırarak yepyeni malzemelerin keşfine yol açacak.” ifadelerini kullandı.

bükülebilir telefonlar, bataryaların ultra hızlı şarj edilmesi gibi bir çok alanda yeniliğin önünü açmıştı.

Bilimi insanları bu buluşla 2010’da Nobel Fizik Ödülü’nü kazanmıştı.

Türk bilim insanı Şahin’in öncülüğünde başlatılan çalışmada ise kömür ve benzeri tabakalı maddeler dışındaki malzemelerin de ultra ince hale getirilmesi öngörülüyor. Bulunacak grafen benzeri ultra ince yeni malzemelerin, yeni buluşların önünü açabileceği belirtiliyor.

Grafen, Bükülebilir Telefonlar Gibi Alanlarda Yeniliğin Önünü Açtı Bilim insanları Andre Geim ve Konstantin Novoselov, 2004’te kömür karbonunun ayrıştırılmasıyla malzeme biliminde devrim niteliğine sahip “Grafen” maddesini bulmuştu. Grafen maddesi, teknolojide

32

REKLAM İÇİN reklam@inovatifkimyadergisi.com

BİNLERCE KİŞİNİN OKUDUĞU DERGİMİZE ONBİNLERCE KİŞİNİN ZİYARET ETTİĞİ WEB SİTEMİZE REKLAM VERİN

BİNLERCE KİŞİYE ULAŞIN

Bu parlak renkli çözeltiler milyarlarca gümüş ve / veya altın nanopartikül içermektedir. Renkler, lokalize yüzey plazmon rezonansı denilen bir özelliğin sonucudur. Nanoparçacık yüzeyindeki elektronlar ışıkla etkileşime girdiğinde titreşir ve tonları oluştururlar. Büyüklüğü değiştirerek (her panelde sağdan sola doğru artar), şekil veya kompozisyon (gümüş veya altın) oluştururlar. Araştırmacılar, nanopartiküllerin yüzey yükseltilmiş Raman spektroskopisi ve yüzey plazmon rezonans algılama uygulamaları için optimize edilmesi üzerine çalışıyorlar.