Hepimiz binalarımızı daha verimli ve güvenilir hale getirmek istiyoruz. Yapay çözümler oldukça fazla, ancak doğanın kendisi de pek çok sorunumuzun yanıtını barındırıyor. Biyomimikri ya da Biyomimetik adı verilen bir bilim dalı, doğadaki bu çözümleri taklit eder ve tasarım ile mühendislik alanlarına uyarlar.
Bu yaklaşım, Japonya’nın Shinkansen hızlı treni, köpekbalığı derisinden esinlenen mayo tasarımları ve böcekleri model alan robotlar gibi birçok başarılı örnek ortaya çıkardı. Aynı zamanda mimariden şehir ölçeğinde hava kalitesi sensörlerine kadar geniş bir uygulama alanına sahip.
Biyomimikri araştırmaları yalnızca biyoloji bilgisiyle sınırlı değildir. Araştırmacılar, günlük problemlere yaratıcı çözümler geliştirmekle kalmaz; bu fikirlerin gerçekten işe yaradığını göstermek için titiz bir bilimsel yöntem de uygular. Yakın gelecekte biyomimikrinin potansiyelini gösteren dört umut verici örnek şimdiden dikkat çekiyor.
Bukalemun çekirgesi
Birçok omurgasız gibi Kosciuscola tristis adlı bukalemun çekirgesi de vücut sıcaklığını doğrudan kontrol edemez. Ancak onu farklı kılan çarpıcı bir özellik taşır: Sıcaklık 15°C’ye düştüğünde kabuğu neredeyse siyaha döner; 25°C’yi geçtiğinde ise parlak turkuaza geçer.
Çekirge bu renk değişimini kendiliğinden gerçekleştirir. Metabolizma gibi içsel etkenler bu tepkiyi etkilemez. Hatta çekirge öldükten sonra bile bir süreliğine bu değişimi sürdürür.
Ayrıca çekirge, vücudunun farklı bölgelerini farklı sıcaklıklara göre bağımsız biçimde renklendirir. Tüm bu özellikler, yeni teknolojilere ilham veriyor. Mühendisler bu sistemden yola çıkarak, sıcaklık ya da radyasyon seviyesine göre renk değiştiren sensörler geliştiriyor. Aynı ilkeyle, binaların pencerelerine ya da dış cephelerine uygulanacak kaplamalarla pasif ısı kontrolü sağlamak da mümkün olabilir.
İpekböceği kozası
İpekböceği kozası (Bombyx mori), larvayı korurken akıllıca gaz alışverişi sağlar. Zararlı karbondioksit gibi gazların içeride birikmesini önler; bu gazları hızla ve dengeli şekilde dışarı atar. Buna karşılık, oksijen gibi faydalı gazların giriş çıkışını serbest bırakır. Üstelik tırtıl, dış ortamda sıcaklık dalgalansa bile kozanın içinde sabit bir sıcaklıkta kalmayı başarır.
Bilim insanları, kozanın nemle etkileşime girerek sıcaklığa bağlı olarak elektrik akımı ürettiğini de keşfetti. Kozanın bu çok yönlü özellikleri, doğadan ilham alarak geliştireceğimiz ileri teknolojilere kapı aralıyor. Özellikle organik malzemelerle, kendi enerjisini üretebilen ve karbondioksiti son derece hassas biçimde algılayabilen sensörler tasarlamak mümkün hale geliyor.
Çöl iguanası
Çöl iguanası (Dipsosaurus dorsalis), Güney Kaliforniya ve Baja California çöllerinin aşırı sıcaklık farklarına rağmen hayatta kalmayı başarır. Gündüz 48°C’yi aşan sıcaklıklara, gece ise 40°C’ye varan düşüşlere dayanır.
Soğukkanlı bir canlı olmasına rağmen, vücudu 38,5°C’lik ideal sıcaklığı hedefler. Bu değerin 5 derece altı ya da üstü onun sınırıdır. Sıcaklık arttıkça iguana vücudunu genişletir, rengi solar ve böylece ısı emilimini azaltır.
Derisindeki siyah lekelerin işlevi tam olarak bilinmese de, araştırmacılar bu bölgelerin zararlı güneş ışınlarına karşı koruma sağladığını düşünüyor. Bu doğal stratejiler, özellikle sıcaklıkla renk değiştiren sensörler ve pasif ısı kontrolü sağlayan yüzey kaplamaları gibi uygulamalara ilham vermektedir.
Havayı temizleyen bitkiler
Bitkiler, karbondioksiti emip oksijen salarak doğal bir filtre gibi çalışır. Bu özellikleri sayesinde, hava kalitesini iyileştirir ve kent yaşamına doğrudan katkı sağlar. Yeşil çatılar ve dikey bahçeler gibi uygulamalar, yalnızca havayı temizlemekle kalmaz; aynı zamanda kentlerdeki ısı adası etkisini de azaltır.
Bazı bitkiler, karbondioksitin ötesinde, ozon gibi zararlı gazlara karşı da duyarlıdır. Ozon, yaprak yüzeyinde beyaz veya soluk lekeler bırakır. Havada biriken kükürt (SOx) ve azot oksitler (NOx) ise klorofili azaltır, yapraklarda delikler açar.
Bu tepkiler, bitkilerin sadece ilham verici birer model değil, aynı zamanda canlı hava kirliliği sensörleri olduğunu gösterir
Sonuç Olarak
Bu örnekler, biyomimikrinin sunduğu olanakların yalnızca küçük bir kesitini yansıtır. Bu yaklaşımın, estetik ya da yüzeysel tasarımların ötesine geçtiğini açıkça gösterir. Biyomimikri, doğayı taklit etmekten çok, doğayla birlikte düşünmeyi öğrenmektir. Sorunlara yenilikçi, sürdürülebilir ve sistem odaklı çözümler geliştirmeyi mümkün kılar.
Bu metinde odak noktası binaların enerji sistemleri olsa da, biyomimikri sağlık, tarım, ulaşım ve malzeme bilimi gibi çok daha geniş alanlara uzanır. Yalnızca geleceğe dönük güçlü bir düşünsel araç olmakla kalmaz; aynı zamanda bilimsel araştırmalarda disiplinler arası işbirliğini zorunlu kılar ve besler.
Kaynaklar ve İleri okumalar:
- Reap, J, Baumeister, D, & Bras, B. “Holism, Biomimicry and Sustainable Engineering.” Proceedings of the ASME 2005 International Mechanical Engineering Congress and Exposition. Energy Conversion and Resources. Orlando, Florida, USA. November 5–11, 2005. pp. 423-431. ASME. https://doi.org/10.1115/IMECE2005-81343
- Buildings inspired by worms and grasshoppers: the future of biomimicry in construction. Yayınlanma tarihi: 18 Aralık 2024. Kaynak site: Conversation. Bağlantı: Buildings inspired by worms and grasshoppers: the future of biomimicry in construction
- How Animals Shaped Our Modern World; Yayınlanma tarihi: 4 Eylül 2019; Bağlantı: https://www. popularmechanics.com/
Matematiksel
