ABD'li bilimadamları ateş boceğinin elektriksiz olarak urettiği doğal ışığın, nanoteknoloji yardımıyla 20-30 kat daha verimli kullanılmasına olanak sağlayan yeni bir sistem geliştirdi.


Yeni sistemle uretilen normal ışıktan daha uzun dalga boyuna sahip kızıl otesi ışık, gece goruşune sahip gozlukler, teleskoplar, kameralar ve tıbbi goruntulemede kullanılabilme potansiyeli taşıyor.

Sistem, ABD'deki Syracuse Universitesi'ne bağlı College of Arts and Sciences yuksek okulundan Yardımcı Profesor Mathew Maye ile kimya doktora adayı
ve aynı universitenin Biyomateryaller Enstitusu uyesi Rebeka Alam tarafından geliştirildi.

Science Daily gazetesine geliştirdikleri sistem hakkında bilgi veren Maye, "Ateş bocekleri doğadaki biyoışınımın en iyi orneklerini oluşturur. Ateş boceklerinin yaydığı ışık, cok parlak ve verimlidir. Biyolojik ve biyolojik olmayan birleşenler arasındaki arayuze yon vererek, biyolojik olmayan uygulamalar icin biyolojiyi kullanmanın yeni bir yolunu geliştirdik" dedi.

Ateş bocekleri, ışık yayıcı kimyasal bir madde olan lusiferin ve bunun muadili olan ışıtan enzim olarak da bilinen lusiferaz enzimleri arasında kimyasal reaksiyon başlatmak suretiyle ışık uretiyor.

Maye'nin laboratuvarında daha once yapılan bilimsel calışmada luziferaz enzimlerini, buyukluğu metrenin milyarda biri kadar olan bir nano cubuğuna
tutturduktan sonra bir ceşit yakıt olarak kullanılan lusiferini ekleyen bilimadamları, yakıt ile enzimin birlikte etkileşime girmesi sonucu ortaya cıkan enerjiyi nano cubuklara transfer ederek, Biyoışınım Salınımı Enerji Tranferi (BSET) adı verilen bir surecle nano cubukların parlamasını sağlamıştı.

Maye ve Alam'ın, Connecticut College yuksek okulu profesorlerinden Bruce Branchini ve Danielle Fontaine ile işbirliği yaparak bu konuda yaptıkları calışma, "Designing Quantum Rods for Optimized Energy Tranfser with Firefly Lusiferase Enzymes" (Ateşboceklerindeki Lusiferaz Enzimleriyle En İyi Şekilde Enerji Transferi icin Kuantum Cubukları Tasarlama) adıyla 23 Mayıs'ta Amerikan Kimya Derneği'nin cıkardığı Nano Letters adlı yayında yayımlanmıştı.

Alam ile yaptıkları şimdiki calışmalarında bu yolla elde ettikleri ışığın verimini 20-30 kat oranında artırmanın bir yolunu bulduklarını anlatan Maye, verim artışını sağlamanın sırrını, "enzim ile cubukların yuzeyi arasındaki mesafeyi artırmak ve cubukların yapısını en iyi şekilde kullanmak olarak" tanımladı.

Calışmalarında, Branchini ve Fontaine tarafından geliştirilen genetik olarak değiştirilmiş lusiferaz enzimlerini kullandıklarını anlatan Maye, bu enzimleri nano cubuklarının yuzeyine kimyasal olarak tutturmak icin yeni bir yol tasarladıklarını belirtti.

Nano cubuklar olarak yarı iletken bir metal olan "kadmiyum sulfit"in dış kabuğu ile yine yarı iletken bir metal olan "kadmiyum seleneid"in ic cekirdeğini kullandıklarını anlatan Maye, cekirdeğin buyukluğu ve cubuğun boyuyla oynamanın uretilen ışığın rengini değiştirdiğini gozlemlediklerini kaydetti.

Maye, laboratuvar ortamında yeşil, portakal rengi ve kırmızı renklerde urettikleri ışığın, doğal olarak sarımtırak renkte ışık ureten ateş boceklerince uretilemeyeceğine işaret etti.

Sistemlerinin verimini olcmede BSET olceğini kullandıklarını anlatan Maye, urettikleri en verimli nano cubukların "cubuk icinde cubuk" olarak tanımladıkları ozel bir yapı olduğunu belirtti.

Maye, BSET olceğine gore 44 verimliliğine sahip olduğunu soylediği bu yapıdaki nano cubukların, neredeyse kızıl otesi ışık aralığında ışık yayabildiğini vurguladı.

Normal ışıktan daha uzun dalga boyuna sahip kızıl otesi ışık gozle gorulememesine karşın, kızıl otesi aydınlatma, gece goruşune sahip gozlukleri, teleskoplar, kameralar ve tıbbi goruntuleme acısından onem taşıyor.

Mayes, geliştirdikleri sistemin, kimyasal enerjiyi doğrudan ışığa cevirmeye ilişkin geleceğin teknolojileri acısından en umut vadeden sistem olduğunun altını cizdi.

Kaynak:cnnturk.com
__________________