İlkbaharda böcekler dâhil bütün canlılar gün yüzüne çıkar, değişik renk
ve seslerle dünyamızı şenlendirir. Havaların soğumasıyla kaybolan,
ısınmaya başlamasıyla da tekrar ortaya çıkan ve baharın geldiğini
müjdeleyen canlılardan biri de kelebeklerdir. Böcek türünden canlılar
olan kelebeklerin uzunlukları 1,5 ile 100 milimetre arasındadır.
Kelebeklerin kanatları 100 µm (0,1 millimetre) uzunlukta, 50 µm (0,05
milimetre) genişlikte pulcuklardan inşa edilmiştir. Pulcukların şekli,
kelebek çeşidine göre değişiklik göstermekte ve nano seviyede hususi bir
yapı arz etmektedir. Kitin pulcuklardan yapılmış kelebek kanadındaki
pulcuklar, küçük bir köke sahiptir. Bu küçük kökler kanat yüzeyinde
bulunan çok daha küçük bir yuvaya hassas bir şekilde yerleştirilmiştir.
Kelebek kanadına dokunulduğunda kanattaki pulcuklar yuvadan çıkıp
dağılır, böylece kanadın narin yapısı ve hassas dengesi bozulur.
Pulcukların güzel olmasına vesile olan ise, üst kısımdaki oyuklardır.
Oyuklar, hava akımını sağlayacak şekilde üst üste konulmuş daracık
levhalardan (plâklardan) oluşmaktadır. Levhaların üst kısmında, testere
dişlerini andıran 100 nm (0,0001 milimetre) derinlikte oyuklar
bulunmaktadır. Bunların aralarına yerleştirilmiş yan lifler (teller)
ihtiyaç olan stabiliteyi sağlama vazifesi görür. Oyuk yapısı ise,
havanın eşit ve katmanlarla tam bir uyum içinde akmasına, ayrıca hava
sürtünmesinin azalmasına vesile olmaktadır. Kanatlardaki bu pulcuklu
yapılar, kelebeklerin uçuşlarını da bir hayli kolaylaştırır. Bir
araştırmada, kelebeklerin uçuş performanslarının pulcuklu kanatlar
sayesinde % 10 ile % 35 arasında arttığı tespit edilmiştir.
Kelebek pullarının başka bir mu'cizevî yönü de, onların kendi
kendilerini temizleme hususiyetine sahip yaratılmasıdır. Kelebeğin
kanadına düşen bir su damlası, kolayca kayıp akar; beraberinde kir ve
tozları da götürür. Yüzeyin kendini temizleme fonksiyonu, hem balmumu
tabakasına hem de pulcukların yapılarına bağlı gerçekleşmektedir.
Araştırmacılar, pulcuklardaki testere dişlerine benzer çıkıntılı
uçların, kirli parçacıkların ve su damlalarının hareket ânındaki
sürtünmesini en aza indirgediğini düşünmektedir. Ayrıca, havanın akış
yönüne bağlı olarak kanatların temizlenmesi de kolaylaşmaktadır. Böylece
kirler hava akımıyla kanatların uçlarına doğru yönlendirilmektedir.
Bu tesir, ilk defa nilüferde gözlendiğinden, nilüfer (lotus) tesiri olarak bilinmektedir.
Lotus fonksiyonu ile donatılmış bitki ve kelebekler, hastalığa yol açan
mikroorganizmalara ve parazit embriyolarına karşı korunmaktadır.
Kelebek kanatlarının pulcuklarında bulunan oyuklar arasındaki mesafenin,
değişken olduğu gözlenmiştir. Ancak, bilim insanları, oyuklar
arasındaki mesafeyle, oyukların yükseklikleri arasında sabit bir oranın
(0,4) var olduğunu göstermişlerdir. Araştırmalar bu oranın, sürtünme
kuvvetinin azaltılmasında rol oynadığını göstermektedir. Oyukların nano
büyüklükteki uçları kanatların uç kısımlarına doğru şekillendirildikleri
için lotus tesiri de artmaktadır.
Kendini temizleyen yüzeylerin teknolojik ve ekonomik önemleri günden
güne artmaktadır. 1999'da kendini temizleyen ilk ticarî ürün dış cephe
(lotusan) boyasıydı. Şimdi ise dünyada lotus yüzeyli evlerin sayısı
600.000 civarındadır. Lotus tesirinin diğer kullanma alanları ise
Almanya otobanlarındaki kameraların camlarıdır. Bunun yanında şu an
prototipleri geliştirilen plâstik ve spreyler de mevcuttur. NanoSphere
adlı tekstil ürünleri de geliştirilmiştir. Daha iyi kayganlık gösteren
gemi gövdeleri ve yüzme elbiseleri lotus tesirinin diğer uygulama
sahalarıdır.
Özetle, kelebek kanadının güzelliğinin yanında, ne kadar mükemmel
yaratıldığını da görmekteyiz. Her şeyi hikmetle yaratan Sonsuz Kudret
Sahibi, kelebeğin kanatlarına estetik ve sağlamlığın yanı sıra, kendini
temizleme, vücut sıcaklığını ayarlama fonksiyonları da vermiştir.
Kaynaklar
- Peter Köchling, Diplomarbeit im Fach Physik, Richtungsanisotropie der
Reibung auf kristallinen Oberflächen und biologischen Systemen,
Münster, Juni 2007.
- T. Wagner et al., Wettability and contaminability of insect wings as a
function of their surface sculpture, Acta Zool. 77, 213 (1996).
- C. P. Ellington et al., Leading-edge-vortices in insect flight, Nature 384, 626 (1996).
- www.wikipedia.de: Schmetterling
- www.wikipedia.de: Lotuseffekt |
Hiç yorum yok:
Yorum Gönder