Biyomimetik, fikir ve temel unsurları doğadan ödünç alınan cihazlar,
enstrümanlar, mekanizmalar veya teknolojilerin yaratılmasıdır.
Biyomimetiğin yeraldığı çeşitli alanlar:
·
Biyolojik
biyomimetik, biyolojik sistemlerde meydana gelen süreçlerin incelenmesi
·
Bu proseslerin matematik modellerini oluşturan
teorik biyomimetik
·
Mühendislik
problemlerini çözen teorik biyomimetik modellerini uygulayan teknik biyomimetik
Biyomimetik
malzemenin ilk örneklerinden biri yaygın kullanımı olan kanca-ve-halka
tutturucu, ‘Velcro’dur; giysilere yapışan ve çok bilinen dulavrat otunun (Arctium
Lappa) meyvelerinden esinlenmiştir. Son yıllarda biyomimetik gelişim, nanoteknolojinin
gelişimine dayanmaktadır. Biyolojik makromoleküllerin boyutları nanometre
skalada bulunur; nükleik asitler (DNA, RNA) ve proteinler (antijenler,
antikorlar, viral kapsidler, enzimler, v.s.). Biyolojik makromoleküllerin
düzenli biyolojik yapısı biyomimemtikte kullanılabilir olmalarını sağlar. DNA
çift heliks, veya spiral olarak düzenlenmiş viral kapsid proteinler spesifik
mekansal düzenleme için iskele olarak kullanılabilir (örneğin, metal
nanopartiküllerin). Bir diğer girişim, düzenlenmiş DNA yapının nanosistemler
için bir malzeme olarak kullanılmasıdır (DNA mühendisliği).
Mekansal olarak
organize edilmiş DNA nanomatrisleri oluşturma fikri, DNA mühendisliği fikrini
öneren Ned Seeman’nın çalışmalarından ve ‘iskele DNA origami’ (origami Japon
kağıt katlama sanatı) yöntemini yaratan Paul Rothemund'un eserlerinden
gelmiştir.
Paul Rothemund
tarafından önerilen yöntemde, yapay olarak sentezlenen tek-sarmallı DNA
dizisinini (sekans) hesaplamada özel bir
bilgisayar programı kullanılır. Programa göre, DNA, özel bir çözeltiye
konulduğunda, nükleotid sekansının tamamlayıcı bölgelerinin eşleşmesi ile
tanımlanan bir konformasyonu benimser.
Yazar, uzun
programlanabilir DNA iplikçiklerinden (7,000 nb, 1 nb = 1x10-37 m²) iki boyutlu DNA
strandlar (iplikcikler) yapmak için, yardımcı kısa DNA strandlar (200 nb) kullanılmasını
önerdi; bunlara ‘staple (lif, çatal lif)’ adını verdi. Metodu kanıtlamak için
‘smiley-faces (gülen-yüzler)’i yarattı; DNA ipliklerinden Amerika'nın haritası,
kar taneleri, altıgenler, v.s. yapıldı (Şekil).
Ned Seeman'ın
grubu, DNA moleküllerinin sadece self-montajla iki- ve üç-boyutlu yapılarını
değil, bir ‘yürüyen’ nanorobotu da yaratmıştır. Nanorobot, bacaklarını (DNA
fragmanlarından oluşan), baz DNA moleküle sırayla ekleyip çıkarır ve böylece
ileriye doğru gider.
Biyomimetik
nanoteknoloji henüz bebeklik aşamasındadır. Birçok keşif henüz spesifik ticari ürünlere dönüştürülemez durumdadır,
ancak geliştirilmeleri gelecekte yeni nanocihazların oluşturulmasında çok
yardımcı olacaktır.
Malzeme mühendisliğinde “biyomimetikler” olarak adlandırılan
yapay taklit (mimik) malzemelerin üretimi üzerinde çalışılmaktadır.
Biyomimetikler, kompleks yaşamsal sorunları çözebilmek amacıyla doğal
modellerlin, sistemlerin ve elementerin imitasyonudur; yani yapay olarak
hazırlanmış, taklitlerdir.
(Bak. Nanoelektromekanik-Sistemler)
DNA origaminin atomik
kuvvet mikroskopla alınmış fotoğrafı
http://eng.thesaurus.rusnano.com/wiki/article577
