Kelebek kanadının sırları

13 Şubat 2012 10:54 tsi


Dr. Ahmet Taşkıran
ataskiran@sizinti.com.tr
  

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

Bu haber 1,604 defa okundu.