Anasayfa Malzeme Bilimi Örümcek ağı neden çok güçlüdür?

Örümcek ağı neden çok güçlüdür?

Örümcek ağını oluşturan örümcek ipeğinin dayanıklılık ve esneklik gibi özellikleri nedeni ile benzersiz bir malzeme olduğu söylenebilir. Örneğin 1 milimetre karesi 178 kilogram yük taşıyabilir. Örümcek ipeği aynı zamanda çok hafif bir malzeme. Kütlece aynı miktardaki çelikle kıyaslandığında 10 kat daha güçlü. Bu özelliğini -40 santigrat derece gibi düşük sıcaklıklarda bile koruyor.

orumcek-agi-neden-cok-gucludur

Farklı örümceklerin ürettiği örümcek ipekleri birbirinden farklı bileşime ve özelliklere sahip olabilir. Örümcek ipeği farklı amino asit dizilerinden oluşan, protein yapısında bir malzemedir. Proteinin yapısında moleküllerin düzenli bir şekilde konumlandığı kristal bölgeler ve moleküllerin düzenli bir şekilde konumlanmadığı amorf bölgeler bir arada bulunur. Amorf bölgeler örümcek ipeğinin esnek olmasını (yani üzerine bir kuvvet uygulandığında bir miktar şekil değiştirmesini, uygulanan kuvvet ortadan kalktığında eski haline dönmesini) sağlar. Bu sayede örümcek ağına çarpan böcekler ağa zarar veremez. Proteinin yapısındaki kristal bölgeler ise örümcek ipeğinin dayanıklı ve güçlü olmasını sağlar.

Örümcek ipeğinin yapısındaki moleküller belirli bir düzende sıralanmıştır ve bu geometri yani moleküllerin konumlanma şekli malzemenin yapısını belirgin şekilde etkiler. Örneğin örümcek ipeğine elastiklik özelliğini veren glisin amino asidi açısından zengin bölgelerde, beş amino asitten oluşan diziler bulunur. Her diziden sonra yapı 180 derece dönver ve bu sayede sarmal bir şekil alır. Alanin amino asidi açısından zengin kristal bölgelerde ise moleküller birbirine paralel şekilde yönlenmiştir. Ammorf ve kristal bölgeler birbirine geçmiş halde bir arada bulunur. Örümcek ipeğinin üretimi sürecinde moleküllerin yapısındaki bu düzenlenme, proteinler salgılandıktan sonra örümceğin kendi etrafında dönüşü sayesinde ortaya çıkar.

Kaynak: Bilim ve Teknik Dergisi, Mart 2016 Sayısı

TAGS:

Fatih Kara

Sakarya Üniversitesi, Metalurji ve Malzeme Mühendisliği bölümü öğrencisiyim. Mühendislik dünyasıyla ilgili gelişmeleri paylaşmak ve öğrencilik hayatlarına devam arkadaşlara bir nebze de olsa yardım edebilmek amacıyla 2011'de MalzemeBilimi.Net'i kurdum. Şimdi ise elliye yakın yazarımızla bu alandaki açığı doldurmaya çalışıyoruz. Sen de "değerli okur" bir şeyler biliyorsan ve bu bilgileri paylaşmak istiyorsan yazarımız ol. Hem bilgilerinle piyasaya kendini ispatla hem de araştırma yapmayı seven kişilere kaynak ol. Saygılarımla...