Orbital sayi1 by İTÜ Kimya Kulübü

Orbital 2013 ᴥ Sayı 1

İÇİNDEKİLER 4

fantastik moleküller

Organik kimyanın kurallarıyla düş gücünün bir sentezidir fantastik organik kimya. Geçmişten günümüze artarak devam eden bu fantastik ilginin ürünlerine bakalım…

üzüm ve şarabın kimyası Şarap yüzyıllardır var olan bir içecek olarak çeşitli medeniyetlerde yerini almıştır. İlk kez bağdaki üzümün bozulmasıyla keşfedilen şarabın yıllarca süregelen hikayesine kimyasal bir bakış..

adli kimyada diş bilimi

polimerler her yerde

Polimerler, pencerelerimizde kullandığımız PVC'den tutun da mutfakta kullandığımız teflon tavaya kadar hemen her yerde kendini göstermektedir.

kimya; hayatımız Günlük yaşamımızda büyük yer kaplayan hamur işlerinin o cezbedici kabarıklığının kaynağının kabartma tozu olduğunu çoğunuz biliyorsunuzdur. Peki kabartma tozu hamur işlerini nasıl kabarttığını hiç düşündünüz mü ?

kimyanın dâhileri

Tanrının büyüklüğünü, doğanın sırlarını çözerek ispatlamaya çalışan ünlü Boyle kanununun mucidi, ilk modern kimyager sayılan Robert Boyle.

Orbital 2013 ᴥ Sayı 1

Fantastik Organik Kimya Organik kimya daima yaşamla birlikte anılmıştır. 19. yy başlarında kimyagerler organizmalarda üretilen bileşiklerin yapay olarak üretilemeyecek kadar karmaşık yapılarda olduklarını ve bu bileşikleri meydana getirmek için bir yaşam gücüne gereksinim duyulduğunu düşünüyorlardı, bu güce “organik” demişlerdi. Bu konuda onlara hak vermek gerekir ki, organik kimya yaşam gücümüzdür ve günümüzde boya, plastik, gıda, patlayıcı, ilaç, petrokimyasal vb. gibi pek çok alanda kullanılır. Peki, bu fantastik organik kimya nedir? Esasen organik kimyanın bir alt dalı olarak ortaya çıkmış olup organik kimyanın kurallarıyla düş gücünün bir sentezidir fantastik organik kimya. İsmindeki fantastiklik de sentezlenmesi zor ve bazen de imkânsız olan bileşikleri sentezleme amacından ileri gelir. Geçmişten günümüze artarak devam eden bu fantastik ilginin ürünlerine bakalım şimdi de…

Orbital 2013 ᴥ Sayı 1

Propellen

Bifloreniliden türevleri

Hekza vinil benzen diğer adıyla propellen, benzenin her bir karbonuna vinil grupları bağlanmasıyla oluşmuş fantastik bir moleküldür. Bu molekülün fantastikliği ise şeklinden ileri gelmektedir.

Çift bağın bozulmadan ne kadar bükülebileceğini merak eden bir grup İspanyol bilim adamı tarafından geçtiğimiz birkaç yıl içerisinde sentezlenmiş olan, görece yeni bir molekül grubu biflorenilidenler. Bu moleküllerin en büyük özelliği şimdiye kadar sentezlenmiş en büyük çift bağa sahip olmalarıdır. Çift bağın bükülebileceği son noktaya ulaştıklarını da Xışını spektroskopisi ve ESR ( elektron spin resonance) spektroskopisi ile kanıtlamış, çift bağın singlet spinde olduğunu göstererek klasik anlamda hala bir çift bağa sahip bir molekül olduğunu göstermişlerdir.

Pervaneye benzeyen bu bileşiğin ilerleyen zamanlarda sürtünmenin minimuma indirilmesi gereken sistemlerde örnek olarak kullanılacağı tahmin ediliyor. Ayrıca NASA tarafından çevreye zarar vermeyen yakıt yapımında kullanılıyor.

Daha önce hiç bir bağlı grubu olmayan bu aromatik halkada bükülme açısı 40 derece iken, molekülün daha fazla bükülmesini sağlayan klor atomları ile sol tarafta 55 sağ tarafta ise 66 dereceye ulaşılmıştır. Bu gerçekten de sınırları zorlamanın nereye kadar gideceğini gösteren bir örnek kimyacılar için.

Bu moleküllerin en büyük özelliği şimdiye kadar sentezlenmiş en büyük çift bağa sahip olmalarıdır.

Orbital 2013 ᴥ Sayı 1

Cythane İşte hayal ürünü olarak görülen bir bileşik daha... Bu 14 karbon ve 20 hidrojeniyle sentezlenmesi imkânsız gibi görünen aykırı bileşiğin tam olarak ne işe yarayacağı bilinmemektedir.

Katenan molekülü 26 ve 28 karbon içeren iki halkanın iç içe geçmesiyle oluşmuştur.

Yukarıdan Üç Boyutlu Görünüşü Şekildeki kırmızı ve mavi yapılar, farklı karbon sayısına sahip iki farklı halkayı temsil ediyor.

Yandan 3D Görünüşü

Katenanlar Katenan kelimesi, Latince “catena” yani zincir kelimesinden gelir. Fakat buradaki zincir bildiğimiz anlamda kimyasal bir zincir değildir. Sanki bir ipe dizilmiş boncuklar gibi yan yanadır halkalar, ama tam bir zincir değildirler. Zincirin halkaları arasında katı mekanik bağlar olmadığı için halkalar birbirine serbestçe geçer. Bazı kimyacılar bu yapıları mekaniksel olarak bağlamayı düşünmüşler ve ortaya ilginç bir molekül çıkmış.

Orbital 2013 ᴥ Sayı 1

Literatürde “knots” olarak da bilinen düğümler “strand switch” denilen bir mekanizma ile katenanlara dönüşebilirler. İlk kez 1964 yılında Alman Schill ve Lüttringhaus, istenilen zincir yapısına sahip, 125 derecede eriyen kristal yapılı bir toz halinde katenanı elde etmiştir. Bu madde 26 ve 28 karbon atomu içeren iki halkanın iç içe geçmesinden oluşmaktadır. O zamanlar sadece fantezi amaçlı sentezlenen bu

molekülün iki tane de kardeşi var şimdi; rotaksanlar ve düğümler. Katenanların nanoteknolojide kullanım alanı bulmasıyla başlayan serüven 1960’lardan bu yana ilerlemiş ve 1991 yılında ilk moleküler motorun sentezlenmesini sağlamıştır. Şimdi ise üç halkalı daha karmaşık moleküller üzerinde çalışılmaktadır.

Erime noktası olan 130 santigrat derece ile kaynama noktası olan 133 santigrat derece arasındaki fark da alışılmadık derecede azdır. İlginçliklerden bir diğeri de, katı kristal halinin küp değil rombohedral olmasıdır, zira küp şeklindeki bir molekülün kristal yapısının da küp şeklinde olması beklenirdi. Bunca ilginçliğinin yanında faydalı bir molekül olması sentezleyen kimyagerleri mutlu etmiş olmalı. Kübanın hidrojen yerine farklı gruplar takılarak Parkinson, AIDS gibi rahatsızlıklarda ve bazı kanser türlerinde kullanım alanları bulunmuştur. Ayrıca TNT’den iki kat daha fazla patlayıcı bir molekül olan oktanitro küban molekülü de kübandan sentezlenmekte ve endüstri, sanayi gibi pek çok alanda kullanılma ihtimali bulunmaktadır.

Kaynaklar: Rotaksan molekülünün temsili gösterimi

Küban İsminden de çağrışım yaptığı üzere küp şeklinde olan bir bileşik küban ve fantastikliğinin sebebi de beklenenin üzerinde kararlı olmasıdır. Işığa, suya, havaya oldukça duyarlı olan küban 220 santigrat derecenin üzerinde ancak bozunur ve tek ilginçliği bu değildir. İki karbonu arasındaki bağın, bileşiğin yapısı gereği 109,5 derece olması beklenirken, bu açının 90 derece olması ona inanılmaz bir sağlamlık getirir. Bu durum gerilme enerjisi ile açıklanabilir, yaklaşık 166 kcal/mol ‘ dür enerjisi. Bunun dışında şekil itibariyle sp3 olması beklenen karbon atomu hibridleşmesinin, yapılan hesaplamalar sonucunda %31 s karakter içerdiği yani sp3 olmadığı görülmüştür.

Orbital 2013 ᴥ Sayı 1

Gül,A., Makrosiklik Bileşikler, http://www.scribd.com/doc/24220416/3/Katenanlar -Zincirsel-Makrohalkalar Kaushik Patel, Ognjen Miljani and J. Fraser Stoddart, Chem. Commun., 2008, 1853 107 Kimya öyküsü, L.Vlasov, 1998 Tübitak Yayınları Journal of Organic Chemistry, 2002, 67 (21), 2002 Philip E. Eaton and Thomas W. Cole J. Am. Chem. Soc.; 1964; 86(15) pp 3157 Nasa Yayınları, Green Propellant, http://www.nasa.gov/home/hqnews/2012/feb/HQ12 046_TDM_Green_Propellant.html

Sevil ÇİMİR İstanbul Teknik Üni. Kimya Bölümü Lisans Öğrencisi cimir@itu.edu.tr

ÜZÜM VE ŞARABIN KİMYASI

Orbital 2013 ᴥ Sayı 1

Şarap, kadim medeniyetlerin doğuşuyla insanların yaşayışlarına, tarihlerine ve inançlarına etki etmiştir.

Tarih boyunca kimi zaman uygarlıklar arasında bir ticari araç olarak kullanılırken kimi zaman kutsal varlıklarının adlarına ilham kaynağı olmuştur. Varlığı MÖ 5000li yıllara kadar dayanan şarap yapımında temel meyve üzüm olarak bilinse de elma, armut, vişne, portakal gibi meyvelerden de şarap elde edilir ve adlarını kullanılan meyveden alırlar. Bu açıdan şarap dendiğinde kastedilen aslında üzüm suyunun fermante edilmesiyle meydana gelen alkollü bir içkidir. Üretimi mekanik olarak mayalanma, saklanma ve eskitilme prensibine dayanan ve 400’den fazla madde bulunduran şarabın içerisinde %10 - %11 miktarında etil alkol bulunmakla birlikte %87.7 - %90 oranında su, %1 asit ve %0.2 - 0.3 oranında tanindir. Günümüzde şarap yapımında V itis cinsinden V.vinifera olarak adlandırılan üzüm çeşidi kullanılmaktadır. İlk kez bağdaki üzümün bozulmasıyla keşfedilen şarabın yıllar geçtikçe tadının iyileştiği 18.yy’da anlaşılmakla birlikte kimyagerlerin bunda yoğun katkısı bulunmaktadır. Orbital 2013 ᴥ Sayı 1

Çeşitli yerlerde yapılan kazı çalışmalarından elde edilen bulgular ışığında, ilk şarabın yapımıyla ilgili elde edilen en önemli bilgi şarabın bilinen en eski kutsal kitap olan Tevrat’tan önce yapıldığıdır.

Kadim Medeniyetlerde Şarap Nasıl yapıldığına dair kesin bulgulara ulaşılamamasına rağmen, olgunlaşan bir üzümün yüzeyine doğal yollarla yerleşen mayaların, üzüm kabuğunun zamanla çatlamasıyla, sıcağın da etkisiyle üzümün etli kısmındaki şekeri alkole dönüştürdüğünü ve böylece şarabın kendiliğinden daha bağdayken oluşabildiğini göstermiştir. MÖ 5000’li yıllara inildiğinde, Kliew adlı bir araştırmacı şarabın Sümerler tarafından Babil ve Asur’da yapıldığını; Lenhard ise MÖ 3500’lü yıllarda Mezopotamya’da da şarap üretimine rastlandığını söyler. Bu yıllarda Sümerlilere bakıldığında mitolojik kahramanlar ve tanrı adlarında şarap ve şarapçılığa sıkça rastlanmaktadır.

Orbital 2013 ᴥ Sayı 1

Sümerlilerin aşk ve bereket tanrıçası İnanna’nın kocası Dumizi bira ve şarap üreticisidir ve Dumizi’nin kız kardeşi Gesthinanna’nın adı yapraklı üzüm bağı anlamına gelir. Anadolu’da 1000 yıldan fazla hüküm sürmüş Hititler’de de şarabın oldukça önemli bir yer kapladığını görmek mümkün. Alişar, Alacahöyük ve Konya Ereğlisi’nde yapılan kazılarda elde edilen şarap kapları, altın şarap kadehleri ve kabartmalar bunun en güzel kanıtı olmakla birlikte Boğazköy’de yapılan araştırmalarda bulunan 15.000’nden fazla yazılı tablette Hititler’in şarapçılığı bildiği, Vitis Vinifera adlı üzümden şarap elde ettikleri ve şarap ticaretinin oldukça önemli olduğu anlaşılıyor.

Hititlerde dinin büyük bir önemi olduğunu ve dinsel merasimler sırasında tanrılara bir çok adak sunulduğunu biliyoruz. Bu adaklarda sıkça yer alan içecek ise şaraptır. Örneğin; kurban bayramı törenlerinde hayvanın kalbi ve ciğeri tanrılara sunulurken, diğer yerleri şarapla birlikte konuklara ikram edilirdi. Savaş dönüşleri ise kutsal yerlere şarap serpilir, kral ekmeğini böler ve şarapla birlikte tanrılara sunardı. Yine Konya Ereğlisi’ne bağlı İvriz köyü civarında yapılan araştırmalarda

Zeus’un karısı Hera’nın hışmından korunmak için yıllarca farklı yerlerde farklı kişilerce büyütülür. Gençlik yıllarında babasının onu gözlerden uzak sakladığı bir dağda üzümle tanışır ve şarap yapımını öğrenir.

Hitit tanrısı Tarhu ve kral Warpalawas’a ait kabartmalarda tanrının elinde asma dalı tuttuğu ve bu dalın üzerinde iki salkım üzüm bulunduğu görülmektedir.

yüzeyini şarap kaplar, direkler asma dallarına, kürekler yılana dönüşür. Dionysos aslana dönüşerek onlara saldırır, korkup denize atlayan pişman olmuş korsanlar ise yunuslara dönüşür.

MÖ 2000’li yıllarda şarap kültürü Fenikeliler ve 1500’lü yıllarda ise Ege sahillerinde yaşayan Yunan kolonilerince önce Yunanistan’a sonra da Roma’ya sokulmuştur. Şarap Yunanistan ve Roma’da çok önemli bir yer kaplamaktadır. Öyle ki Yunanistan’da şarap tanrısı Dionysos, Roma’da Baccus(Bakkhos) adıyla anılır. Annesi Semele’nin 7 aylıkken düşürdüğü Dionysos’u babası Zeus baldırında saklayarak ikinci bir doğumla dünyaya getirir. Dionysos

Orbital 2013 ᴥ Sayı 1

Dionysos ve şarapla ilgili en bilindik efsane şu şekildedir. Dionysos adalarda gezerken, kendisini Naksos’a götürmelerini istediği kimi korsanlarca köle olarak satılmak istenir, onun tanrı olduğuna inanmazlar ve geminin her

Dionysos dininin özünde vecd, kendinden geçme, coşku ve taşkınlık yer alır. Törenlerde tef, zil, davul gibi Frigya’ya özgü çalgılar eşliğinde danslar edilir ve coşku ile kendinden geçen rahipler hadım edilir. Dionysos aslında dağlarda, ormanlarda, vahşi hayatta yaşayan bir doğa tanrısıdır. Doğanın sırlarına ermenin ve bu yolla tanrılaşmanın yolunu gösterir ki Bakkha dininde bu şarap ve sarhoşluktur.

Semavi Dinlerde

ŞARAP

Şarap yüzyıllardır var olan bir içecek olarak çeşitli medeniyetlerde yerini almıştır. Bu yüzden onu bir medeniyet içkisi olarak adlandırmak hiçte yanlış olmaz.

Orbital 2013 ᴥ Sayı 1

İsrailoğullarıyla ilgili içki hakkındaki efsaneler Nuh peygambere kadar gelir. Bunlar arasında en yaygını Nuh peygamberin büyük tufandan hayvanlarıyla kaçması ve daha sonra çiftçilikle uğraşırken yetiştirdiği üzümlerin şaraplarıyla sarhoş olmasıdır. Bir de keçilerini otlatırken bir tekenin yaban asmasındaki üzümlerden yiyerek sarhoş olması, bunun üzerine bu bitkiyi yetiştirmeye başlaması gibi efsaneler vardır. Nuh’un oğlu Sam’in soyundan gelen İbrani peygamberi İshak, rahiplerin bu içkiyle bağımlı olmaları sonucu akıllarının karışmasına karşı çıkmış ancak Hristiyanlık’ta ve Yahudi inancında şarap kutsal sayılmaya devam etmiştir. Hristiyan inancında İsa’nın 41 mucizesi anlatılır. Bu mucizelerden biri Kana düğününde olanlardır. Düğüne Hz. İsa, havarileri ve annesi Hz.Meryem katılır. Şarabın bitmesi üzerine Hz.İsa orada bulunan altı küpe su doldurur ve bunların ikram edilmesini ister. Düğün kahyası suyu tadınca bunun şarap olduğunu anlar ve bundan sonra Hz.İsa’nın düğündeki ailelere yardım için suyu şaraba

çevirdiğine inanılır. Ancak bu efsanelerin dışında Yahudilik ve Hristiyanlıkta bu konuda bazı yasaklar getirilmiştir. İslamiyet’in doğduğu coğrafyada yaşamlarını sürdüren Araplar ise içkiyi hayatlarına entegre biçimde kullanıyorlardı. Şarap ve şarap gibi insanın zihnini bulandıran içecekleri haram kabul eden İslam, bu alışkanlığı direk yasaklamak yerine yavaşça hayatlarından uzaklaştırmayı tercih eder. İçkinin haram kılınması şu aşamalardan geçmiştir: Nahl suresiyle hurma ve üzümden, güzel gıdâdan farklı olarak sarhoşluk veren bir madde de elde edildiği ve onun ileride yasaklanacağı îmâ edilmiştir. Daha sonra insanların yoğun soruları üzerine Bakara suresiyle bu içecekler için hem büyük günahlar hem de faydalar olduğu ancak günahlarının faydalarından daha çok olduğu belirtilmiştir. Nisa suresiyle ise Müslümanlar sarhoş iken namaza yaklaşılmaması gerektiğini anlamışlar ve Maide Suresiyle birlikte içkiyi kesin bir şekilde terk etmişlerdir.

Yahudilerin kutsal kitabı Tevrat'ta şu cümleler dikkati çeker: "Ve Rab Hârun söyleyip dedi: Sen ve seninle beraber oğulların, toplanma çadırına girdiğiniz zaman, ölmeyesiniz diye şarap ve içki içmeyin, nesillerinizce ebedî kanun olarak, tâ ki, kutsalla, bayağı şeyi ve murdarla temiz olanı birbirinden ayırdedesiniz" (Tevrat, Levililer, Bab, 10, A. 8, 9-11)

Orbital 2013 ᴥ Sayı 1

C6H12O6 → 2C2H5OH + 2CO2

gerçekleştirilir. Meyvenin canlı mayaya aşılanmasıyla birlikte mayalama reaksiyonu başlar: Reaksiyon birçok aracı biyokimyasal adımlardan oluşur. Ancak genel hatlarıyla ele alırsak, karbondioksit ince bir tabaka halinde oksijen varlığında taşınır. Fenollerin oksitlenmesiyle şeker ve etanol, karbondioksit ve suya dönüştürülür. Son adım arıtma işlemiyle istenmeyen katılar, tuzlar ve mikroorganizmaların çeşitli fiziksel yollarla ortamdan uzaklaştırılır ve şaraplar şişelenerek satışa hazır hale getirilir. Laboratuvar, üretim süreci boyunca bu işlemlerin içinde yer almaktadır, hasat işlemi ağırlıklı olmak üzere fermantasyon ve saflaştırma adımlarının da yakından takip edilmesi gerekir. Şarap üretimi sonucunda çok ciddi çevresel problemler de ortaya çıkabilir. Büyük bir hacimde çevresel atık gübre ve imha yoluyla kullanılarak çevre tehlikesi en aza indirilir.

Şarap Üretimi Ticari şarap üretimi beş temel adımdan oluşur. İlk adım hasat işlemidir ve bu sürecin en kritik aşamasıdır. Şeker, asit, fenol ve aroma bileşiklerinin istenilen şarap için optimize edilmesi için üzüm hasat edilmelidir. Daha sonra kırma işlemi gerçekleşir. Üzüm sapları çıkarılır ve derileri soyularak hafifçe kırma işlemi gerçekleştirilir. Bu aşamada oksidasyonu engellemek ve mikrobiyal aktiviteleri etkisiz hale getirmek amacıyla üzüme kükürt dioksit eklenir. Tam bu sırada enzimler görev alır ve hücre duvarlarını yıkarak bu aktivitelerin oluşmasına izin vermez. Kırma işleminden sonra şarabın çeşidine göre meyve suyu çıkarma yani presleme işlemi gerçekleştirilir. Presleme işleminde katıların meyve suyundan ayrılması için beklenilir gerekirse suyu arıtmak için filtrasyon ve santrifüj işlemi de

Orbital 2013 ᴥ Sayı 1

Şarap yapımında kimyasallar

kullanılan

Şarap yapımında en önemli maddenin üzümün kendisi olduğu daha öncede söylenmişti. Üzümün yapısında %80 oranında meyve suyu, %8 kabuk, % 4.5 tohum(çekirdek), % 4.5 meyve özü ve %3 oranında ise sap bulunmaktadır. Üzümün haricinde şarabın yapısında su, aldehit, karbonhidratlar, alkoller, organik asitler, fenol bileşikleri, azotlu bileşikler, çeşitli vitaminler ve mineraller bulunur. Şarapta en çok karbonhidratlar olarak tanıdığımız, kimyasal formülü Cx(H2O)x olarak gösterilebilen moleküller ve su ile daha küçük parçalara ayrılamadığından karbonhidratların en basit ve temel grubu olan ve tek şekerler diye de bilinen

monosakkaritler bulunur. En önemli monosakkaritler ise 6 karbonlulardan glukoz ve fruktozdur. Ayrıca 5 karbonlular olarak bilinen pentozlar ve galaktronik asidin polimeri olarak bilinen pektinler de şarabın yapısında en sık rastlanılan karbonhidratlardır. %85’i sudan oluşan şarabın, 100 gramlık çözeltide bulunan madde miktarlarına göre sıralandığında 0.07 g fruktoz, 0.06 g glukoz, 0.2 g galaktronik asit formunda pektin ve 0.1 g pentoz gibi karbonhidrat bileşikleri içerdiği görülür. %0.01 oranında aldehit(karbon ve oksijen grubuna bağlanmış bir adet hidrojen ve alkil grubu içeren organik bileşik) bulunduran şarap alkol açısından da zengindir. “Çözünen hacmi/çözelti hacmi” oranından %12.5 etil alkol içeren şarap, “çözünen miktarı/çözelti miktarı” oranına göre %0.6 -1.0 arası gliserol, %0.02 – 0.04 arası yüksek alkol ve %0.01 metil alkol içerir.

Glukoz bileşiği

Fruktoz bileşiği

Orbital 2013 ᴥ Sayı 1

Galaktronik asit bileşiği

Şarabın bileşiminde karbonhidratlar ve alkollerin yanında organik asitlerin varlığı da çok önemlidir. Organik asitlerden ise iki farklı şekilde bahsedilebilir. Öncelikle malik asit, tartarik asit ve sitrik asit gibi üzümün yapısında kendiliğinden bulunan organik asitler vardır. Bunlardan tartarik asit meyvelerde nadir bulunur fakat malik asit ve sitrik asit meyvelerde bolca bulunmaktadır. Bir de süksinik asit gibi üzümün kendisinde değil de fermente olmasıyla beraber oluşmuş şarabın içinde bulunan asitler vardır. Malik, tartarik, sitrik ve süksinik asit dışında asetik, laktik, sülfürik ve amino asitlere de rastlamak mümkündür. Bu organik asitler meyveye asitlik vererek şarabın pH’ını 3.2 ile 3.3 arasında tutmak için kullanılırlar. Bir diğer önemli yapı ise fenolik bileşikleridir. Fenolikler en az bir tane fenol (hidroksillenmiş benzen halkası) grubu içeren geniş bileşiklerdir. Bunlar ise şaraba buruk ve acı tadı yanında rengini de verirler. Fenolikleri 6 ana başlık altında incelemek mümkündür: kateşinler, prosiyanidinler, antosiyaninler, hidroksisinnamikler, hidroksibenzoatlar ve flavanoller. Bu fenoliklerin ortak özelliği çok iyi birer antioksidan, yani yaşlanma geciktirici, kanser ve tümör oluşumunu engelleyici ve özellikle kalp hastalıklarını azaltıcı etkiye sahip olmaları ve şaraba rengini vermeleridir. Hidroksisinnamikler ve

hidroksibenzoatlar, yani basit fenolikler hem kırmızı hem beyaz şarap oluşturabilirken, diğer karmaşık fenoliklerden flavanoller kırmızı, prosiyanidinler beyaz şarap meydana getirirler. Antosiyaninlerde ise bağlanan hidroksil grubuna göre rengin değiştiği gözlenir. Bu renklerin turuncu, kırmızı ve mor arasında olduğu söylenebilir. Şimdiye kadar bahsedilen bileşikler şaraba tadını veren bileşiklerdi. Şaraba karakterini veren bileşikler ise aroma bileşikleridir. Uçucu olmalarıyla bilinen bu aroma bileşiklerinden en önemlileri monoterpenler, glikosidler, TDN(trimethyl dihydro napthalane), furfuril asit ve vanilyanın yapısında glikozit olarak bulunan vanilya gibi aromatiklerdir. Üzümdeki nitrojen bileşikleri DNA, enzimler, aminoasitler gibi kaynaklardan rahatlıkla elde edilebilen bileşiklerdir ve bunların şaraba katkısı çok büyüktür. Çünkü bu bileşikler tıpkı serbest asit gibi fermantasyon işleminde maksimum verim eldesi sağlayan ve birçok enzimle üzüm suyunda katalize olmayı engelleyen bileşiklerdir.

Şarabın içinde çok az miktarda da olsa vitaminlerde bulunmaktadır. C vitamini gibi önemli vitaminlerin varlığı az da olsa inositol, nikotinamid ve cobalamine(B12) gibi vitaminler gramca en fazla bulunanlarıdır. Vitaminlerden ziyade mineraller içeren şarapta özellikle magnezyum ve potasyum mayalanmada, fosfat ise daha iyi verim elde etmede yararlıdır. Görüldüğü gibi anlatılan her madde şaraba gerek tat gerek renk gerekse alkolik karakter açısından farklı katkıda bulunmaktadır. 1 L’lik çözelti içinde miligramlarla ifade edilebilen maddelerden birinin eksikliği şarabın yapısını özellikle mayalanmasını ve korunmasını etkileyerek ve verimi düşürerek etkilemektedir. Bu açıdan şarabın içerisinde bulunan bu 400’den fazla bileşiğin nasıl ve ne durumda kullanılması gerektiği çok iyi belirlenmelidir.

Tartatik Asit

Sitrik Asit

Süksinik Asit Malik asit

Orbital 2013 ᴥ Sayı 1

Dünyada ve Türkiye’de Şarap Üretimi

En üstte solda

Üstte solda

En üstte sağda

Üstte sağda

| SARIMTRAK

| YEŞİL CENNET

| UZUNCA BİR BAĞ

| BİZDEN

İtalya, Piedmont

Almanya, Freiburg

İtalya şarap üretimi ve kalitesinde Fransa’nın en büyük rakibidir.

Sanayide Avrupa öncüsü olan Almanya, şarap kalitesiyle de zirveyi zorluyor.

Fransa, Pomerol Fransa, Bourgogne gibi dünyanın en iyi şaraplarını yetiştiren ülkedir.

Orbital 2013 ᴥ Sayı 1

Türkiye, Tekirdağ Türkiye, üzüm üretiminde ilk 4’te yer alsa da şarap üretiminde ilk 10’da bile değil.

Şarap, dünyada hemen hemen her coğrafyada ancak %67.8’i Türkiye’nin de dahil olduğu Avrupa da üretilmektedir. 2006 verilerine göre sırasıyla Fransa, İtalya ve İspanya’nın öne çıktığı üretim kapasitesinde Almanya ilk 10 ülke arasında son sırayı almaktadır.

Ülke

Dikili Alan (km2)

İspanya Fransa İtalya Türkiye ABD İran Romanya Portekiz Arjantin Avustralya

11,750 8,640 8,270 8,120 4,150 2,860 2,480 2,160 2,080 1,642

Şarabın hammaddesi sayılabilecek üzüm üretiminde iste Türkiye 4. sırayı alır. Ancak hammadde yetersizliği bulunmamasına karşın Türkiye Dünya Şarap üretiminde ilk 10 sırada yer alamamaktadır. Türkiye üzümlerini genellikle sofralık ya da kurutmalık olarak değerlendiriyor.

Ülke Fransa

İtalya İspanya ABD Arjantin Avustralya Çin Güney Afrika Şili Almanya

Şarap Üretimi (Ton)

5,349,333 4,711,665 3,643,666 2,232,000 1,539,600 1,410,483 1,400,000 1,012,980 977,087 891,600

Kaynaklar W, Heather., ‘’Chemistry in Wine Making’’ , 2002. Akbaba, G., ‘’Çağların İçkisi Şarap’’, Tübitak Bilim ve Teknik, Ocak 1995. Büyük Larousse Sözlük Ve Ansiklopedisi. 18.cilt Aktaş, A., Özdemir, B., İçki Teknolojisi, 2005 Mcgovern, P.E., Ancient Wine, 2003. Indian Wine Academy, (2009), Global Wine Production, http://www.indianwineacademy.com/GLOBAL_WINE_PRODUCTION.html Wine Institue, (2010), World Wine Production By Country, http://www.wineinstitute.org/resources/worldstatistics/article87

Orbital 2013 ᴥ Sayı 1

Ozan KARTAL

Dilek AKBIYIK

İstanbul Teknik Üni.

Kimya Bölümü

Lisans Öğrencisi

kartaloz@itu.edu.tr

akbiyikd@itu.edu.tr

ADLİ KİMYADA DİŞ BİLİMİ

Tarih boyunca insanoğlunun yaşamını devam ettirebilmesinde çok önemli bir yere sahip olan dişler, günümüzde adli vaka analizleri sırasında kimlik tespiti için sıkça tercih ediliyor. Peki dişler niçin önemini koruyor? Tek yumurta ikizlerinde bile farklılık gösterebilecek kadar karakteristik olan bu yapılar, 4000°C’de bile bozunmuyorlar. Bunun yanısıra dişlerden DNA analizi yapabilmek için dişi çözebilen kimyasal bir sıvı yeterli. Adolf Hitler, Ted Bundy, Paul Revere gibi dünya tarihinde yer edinmiş olan birçok ismin kimlik tespitlerinin yanısıra 11 Eylül ve Asya Tsunamisi gibi felaketlerde de diş kayıtları yardımıyla büyük oranlarda kimlik tespiti yapıldığı biliniyor. Tarihte Adli Odontoloji: Adli diş hekimliği ile ilgili ilk bulgular antik döneme aittir.

Bu döneme ait ilk dental kimliklendirme M.S. 15-59 tarihleri arasında yaşanmış olup, Roma imparatoru Cladius’un eşi Agrippina tarafından kocasının metresi olan Lollia Paulina’nın cesedini tanımak için gerçekleştirilmiştir. Agrippina kocasının metresinin kesik başını görmek istemiş ve kimliklendirmeyi rengi bozuk maloklüzyonlu ön dişlerini önceleyerek yapmıştır. Bu açıdan adli diş hekimliğinin ilk uygulayıcısı Agrippina olarak kayıtlara geçmiştir.

Neden Diş? Dişlerden kimliklendirme her insanda bir tür kalıtımsal özellik ve daha sonra insan eliyle meydana getirilmiş kazanılmış bir özellik bulunması sonucunda bütün bireylerin eşsiz olduğu teorisine dayanır. Bir bireyin ağzında 32 diş ve her dişin 5 yüzeyi bulunduğundan, incelenebilecek 160 farklı yüzey vardır ve tek Temsili Bir Resim Orbital 2013 ᴥ Sayı 1

yumurta ikizlerinde bile aynı diş dizisini bulmak mümkün değildir.

•İskelet ve kemik kalıntıları üzerinden cinsiyet yaş tahmini

Dişler, vucutta postmortem yani ölüm sonrası bozunmanın gerçekleşmesinin en zor olduğu kısımdır. Bunun yanısıra dişler, DNA analizinde, kemiğe göre daha hızlı; kan, ter ve diğer vucut sıvılarına göre daha doğru sonuçlar verir. Örneğin, bir yangın sonrası kimlik tespiti için kullanılabilecek iki yapı mevcuttur. Bunlar kemikler ve dişlerdir. Yangın kalıntılarında kan, saç ve doku benzeri analize yardımcı yapılara rastlanmaz. Öte yandan kemiklerin analiz edilebilmesi için kırma, dövme ve analize uygun boyutlara getirme gibi uzun süren birtakım proseslerden geçirilmesi gerekir. Fakat dişten, özel bir kimyasal sıvı yardımıyla kolaylıkla DNA elde edilebilir.

•DNA analizi yardımıyla mağdurların kimlik tespiti

Diş izlerinin fiziksel karakteristiği için izlenilen yol: Bir vaka üzerinde fiziksel olarak kimlik tespitinde adli odontolojistlerin izledikleri belirli bir yol vardır. Analizde simetrisi çok daha zor bozulan kanin köpek dişi esas alınır. Tespite kanin köpek dişinden kanin köpek dişine olan mesafenin ölçülmesi ile başlanır. Daha sonra diş hizalamasının tespiti yapılır. Diş uzunluk, genişlik ve inceliğinin belirlenmesinin yanısıra kayıp dişlerin tespiti, dolgu ve kaplama gibi dental geçmişin incelenmesiyle beraber dişteki kırık ve eziklerin tespiti ile analiz sonlandırılır.

Adli Odontolojinin çalışma alanları:

Odontolojik Çalışmaların Amacı: Bir insanın dişi fiziksel olarak incelendiğinde, kişinin cinsiyeti, yaşı, sosyal statüsü ve yaşadığı bölge gibi birçok bilgiye ulaşılabilir. Bununla birlikte biyolojik olarak DNA analizi ile kimlik tespiti doğrudan yapılabilir. Odontolojinin adli vakalarda kullanılması şu şekilde gerçekleşir: •Mağdurların tanımlanması

üzerindeki

diş

izlerinin

•Şüphelilerin diş izlerinin mağdurdan elde edilen verilerle karşılaştırılması •Adli bilim kuruluşlarının diş kayıtları yardımıyla mağdur kimliklerinin tespiti

Orbital 2013 ᴥ Sayı 1

Odontoloji, adli bilimin çalıştığı tüm alanlarda kullanılmakla birlikte, özellikle kundaklama, 12 yaş altı cinsel istismar vakalarında ve doğal felaketlerde diş bilimcilere sıkça başvurulmaktadır. Ülkemizde diş kayıt sisteminin bulunmaması nedeniyle toplu ölümlerde diş üzerinden kimlik tespiti yapılamamakla beraber, özellikle ABD ve Asya’da diş kayıtları tutulmaktadır. Odontolojinin çalışma alanları şu şekilde sıralanabilir:       

Cinayet Cinsel istismar Yangın Doğal felaketler Silahlı olaylar Aile içi şiddet Uçak kazaları

Cinayet vakalarında kimlik tespiti; mağdurun belirgin fiziksel odontolojik özelliklerinin belirlenmesi, DNA analizi ve mağdurda boğuşma ve diş izleri saptanmışsa şüphelilerin diş izlerinin alınması ve karşılaştırılması yoluyla sağlanır.

Dental Araştırmalarda kullanılan yöntemler:  X-Ray yöntemi

Adolf Hitler Panaromik X-Ray Görüntüsü X-ray metodu özellikle ağzın kilitlenmiş olduğu cesetlerin dental görüntüsünü almak için kullanılır. X-ray yönteminde, dental analizler için özel olarak tasarlanmış cihazlar kullanılmaktadır. Bu cihazlar yardımıyla ağızdan X ışını geçirilerek görüntü alınır.  Radyografi yöntem Radyografi yönteminde dişlerin panaromik görüntüsü alınır. Alt ve üst çene dişlerinin birleşme noktasının incelenmesi için çeneden burnun alt kısmına kadar görüntü alınarak diş analizi gerçekleştirilmiş olur.  Örneklendirme yöntemi Kişinin ağız yapısı özel bilgisayar programları yardımıyla örneklendirilir ve kimlik tespitinde kullanılır. Bu yöntem, güncel adli olaylar dışında tarihsel kişilerin çene ve diş yapılarının belirlenmesinde de kullanılmıştır.

Bilinen Vakaların Aydınlatılmasında Odontoloji: 2. Dünya savaşı sonrasında intihar eden ve daha sonrasında yakılan Alman diktatör Adolf Hitler’in cesedi üzerinde radyografi yöntemi kullanılarak dental kimlik tespiti yapılmıştır. Hitler’in sağ alt çenesinde bulunan altın kaplama, kimlik tespitinde oldukça belirleyici olmuştur. Dünyaca ünlü seri katil Ted Bundy, sağ elinde saptanan diş izleri mağdurlarından birinin diş profiliyle eşleşmesiyle yakalanmıştır. Aynı zamanda mağdurlarından birinin kalçasında Bundy’nin diş izleri tespit edilmiştir.

Orbital 2013 ᴥ Sayı 1

11 Eylül 2001 yılında gerçekleşen saldırıda hayatlarını kaybeden vatandaşların %20’sinin kimlik tespiti adli odontolojistler tarafından yapılmıştır. Bunun yanısıra 2004’te gerçekleşmiş olan Asya tsunamisinde hayatını kaybedenlerin büyük bir çoğunluğunun kimliği yine dental kayıtlar yardımıyla tespit edilmiştir.

Kaynaklar: Kieser, J.H, Laing, W., Herbison, P., “Lessons Learned from Large-scale Comparative Dental Analysis Following the South Asian Tsunami” of 2004, Jan 2006. Valenzuela, A., Bravo, M., de Dios Luna, J., “The Utility of Dental Patterns in Forensic Dentistry”, Dec 2009. Jackson, C., Chen, H., 2008, Forensic Odontology, http://www.cse.msu.edu/~cse891/Sect601/CaseStu dy/Jackson&Chen.ppt Forensic Science Web Page, Forensic Dentistry, (2010), http://dentalstudymaterial.files.wordpress.com/20 10/08/forensic-odontology.ppt CSI UMMC, Forensic Odontology, (2008), http://basepair.library.umc.edu/sri/Forensics/E%20%20Forensic%20Odontology.ppt

Malhun FAKIOĞLU İstanbul Teknik Üni. Kimya Bölümü Lisans Öğrencisi fakioglu@itu.edu.tr

POLİMER BİLİMİ

ÇEVRENİZE BİR BAKIN! POLİMERLER HER YERDE… Tekrarlanan yapısal kümelerin oluşturduğu yüksek molekül ağırlıklı bileşikler. Polimerler küçük basit moleküllerin devamlı olarak birbirini takip etmesi sonucu oluşan makro bileşiklerdir. Günümüzde polimerlerin bir çok kullanım alanı vardır. Polimerler, pencerelerimizde kullandığımız PVC'den tutun da mutfakta kullandığımız teflon tavaya kadar hemen her yerde kendini göstermektedir. Polimer, monomer denilen ufak moleküllerin birbirine kovalent bağ ile bağlanarak oluşturdukları büyük bir moleküldür. İnsanların elele tutuşmasıyla oluşan zincire benzetilebilirler. Canlıların yaşam sürecinde önemli rol oynayan pek çok organik polimer olduğu gibi, doğada da pek çok inorganik polimer bulunur. Ayrıca laboratuarlarda çeşitli yöntemler kullanılarak çok sayıda yapay polimer üretilmiştir. Laboratuarda üretilen bu yapay polimerler günümüzde birçok sanayi ürününün üretilmesinde kullanılır. Örneğin; PVC (polivinilklorür) ve PU (poliüretan) termoplastik sınıfına giren polimerlerdir. Camlaşma sıcaklığının üstündeki sıcaklıklara ısıtıldıklarında yumuşayabilirler ve işlenebilir özelliğe sahiptirler. Soğutuldukları zaman ise istenilen şekilde sertleşirler. Ancak ısıtıldıkları zaman tekrar yumuşarlar ve istenilirse tekrar şekillendirilebilirler. Böylece defalarca

Orbital 2013 ᴥ Sayı 1

şekillendirilebilirler. PVC, plastiklendirilip işlendiği zaman kararlı, kuru ve esnek özelliğe sahip olurlar.

Polimer Kimyasının Tarihi Kızılderililer başlangıçta sıvı olan kauçuğun öz suyu ile ayaklarını kapladıktan sonra havadaki oksijenin etkisi ile bazı noktalardan bu moleküller birbirlerine bağlanırlardı. Ancak havadaki oksijen ilk olarak molekülleri birbirine bağlamasına karşın bir süre sonra oksijen, zincirleri kesmeye başlar ve bir gün sonunda da yapı dağılırdı. 1849 yılında ise Charles Goodyear, kauçuk ağacının özsuyunu kükürt ile kaynattığında esnek, sağlam siyaha yakın bir madde elde eder. Amerikalı bilim adamı Leo Hendrick Backelad, 1907 de tamamen sentetik ilk polimer olan fenol formaldehit reçinelerinin üretimini başarmıştır.

üretiminin deneme yanılma kurtulmasına yol açmıştır.

sürecinden

1927 de selüloz asetat ve polivinil klorür, 1928 de polivinilmetakrilat,1929 da üreformaldehit reçineleri üretilmiştir. Özellikle 2. Dünya savaşında stiren-bütadien kopolimeri polimer teknolojisinin önemli ürünleri olmuşlardır. 1931 de yine ilk sentetik kauçuk olan neopren üretimi başlamıştır. 1936 da poliakrilonitril, stiren-akrilonitril kopolimeri ve polivinil asetat, 1937 de poliüretan, 1938 de TEFLON ticari ismiyle tanınan politetrafloroetilen, 1939 da melamin-formaldehit reçineleri, 1940 da bütil kauçuğu ve silikonların hammaddesi olan silanlar, 1941 de polietilen ve polietilen tetraftalat, 1942 de doymamış poliesterler ve ORLON ticari isimli poliakrilonitril fiber üretimi gerçekleştirilmiştir. 1952 de Max Planc Enstitüsü araştırmacılarından K. Ziegler bazı alüminyum alkali bileşiklerini katalizör olarak kullanarak etilenin düşük basınçta polimerizasyonunu gerçekleştirmiştir. Ziegler ve Giulio Natta stereospesifik polimerizasyonu diğer olefinlere de uygulamışlardır. 1954 de polikarbonat ve 1956 de polifenil oksit sentezlenmiştir.

Kauçuğun babası sayılan Goodyer 1924'de ise Hermann Staudinger'in Makro molekül Hipotezini ileri sürmesiyle, polimer teknolojisi önemli bir ufuk kazanmıştır. Bu teoriye göre doğal kauçuk ve stirenin küçük birimlerini bir arada bulunduran uzun zincirli moleküller olduğu ileri sürülerek, polimer

Orbital 2013 ᴥ Sayı 1

1960lı yıllarda kumaş ve, Plastik özelliklerini aynı anda içeren bir yapıdan bahsedilmeye başlandı. Yüzey, doğal deri efekti verirken sağlamlığını kumaş sağlıyordu. Bu yıllarda Transfer Kaplama ortaya çıktı. O yıllarda kullanılan transfer kağıtları en fazla 100 ºC'ye dayanıklıydı. Teknolojinin ve malzeme bilgisinin gelişimiyle suni deri uygulamaları bugünkü halini aldı. Son yıllarda ise yüksek ısıl ve mekanik dayanıklılığa sahip poliimid, polisülfonlar, poliakrilamidler, polifenilsülfit, polibütil tetraftalat, polieterketon, polifenil gibi önemli plastikler geliştirilmiştir.

İtü’de Polimer Bilimi

İstanbul Teknik Üniversitesi bünyesinde bulunan polimer araştırma gruplarıyla hem ülkemizde hem de Dünya da oldukça etkin çalışmalar gerçekleştirilmektedir. Kişisel bakım ve suyun arıtılmasında sıkça kullanılan suda çözünen yüklü polimerleri araştıran POLİ-ÖZ grubu; polimerik malzemelerin sentezi, karakterizasyonu ve teknolojik uygulamaları konularında etkin görev alan POLMAG grubu; hem bir sensor hem de arıtıcı bir cihaz olarak kullanılabilecek yeni polimer jeller geliştirmek amacıyla JUAG grubu; polimer kimyası ve uygulamaları alanında bilimsel ve teknolojik bilgiyi pek çok Dünya üniversitesi ve enstitüsüyle geliştiren MYAG grubu; tıp, ziraat ve gıda alanlarında hayati rol oynayan polimer jellerin karakterizasyonu üzerine çalışmalar yürüten ve prosesin mikroskobik bulgularının anlaşılması konusunda öncü olan PGRG grubu; ve biyosensör gibi aletlerin etkinliğini etkin yüzey oluşturup arttırarak elektrokimyasal polimerizasyonu başarıyla uygulayan ELECTROPOL grubu İstanbul Teknik Üniversitesin de polimer bilimini ileriye taşımak için çalışmalar yürütmektedir. Ayrıca 8 profesör, pek çok doçent ve öğretim görevlisi bulunan bu gruplar, her yıl onlarca öğrenciye bilgilerini aktararak hayatımızın her anında karşımıza çıkan polimerleri geliştirmeye katkıda bulunmaktadırlar.

hala sürerken, son yıllarda gelişen teknoloji ve bilim ile birlikte sentetik iplikleri de her türlü tekstil alanında görmek mümkündür.

Poliester bazlı iplik Dacron Tekstil sanayisinde kullanılan en yaygın sentetik iplikler polyester ya da poliamid (naylon) bazlıdır. Polyesterden yapılmış iplikler her türlü giyecek üretiminde ya tek başına ya da pamuk gibi doğal ipliklerle birlikte kullanılır. Örneğin Dacron, esnemeye dayanıklı ve kırışmaz, polyester bazlı bir ipliktir.

Polimerlerin Kullanım Alanları Tekstil En sık kullanılan giyeceklerden kotlara ve tişörtlere baktığımızda çoğunlukla doğal bir polimer olan koton (pamuk) karşımıza çıkar. Bu doğal ipliklerin tekstil alanında kullanımı

Orbital 2013 ᴥ Sayı 1

Yapısında naylon bulunan giyecekler suyu geçirmez.

Ayakkabılara ve çoraplar da sentetik ipliklerden üretilebilir. Çoğunlukla poliester ve naylon ipliklerden üretilen çoraplar, son yıllarda Bamboo ağacından üretilen polimer ipliklerinden de üretilmeye başlanmıştır. Çorap üretiminin yanı sıra, su gecirmeyen tekstil üretiminde de naylon ipliği çok yaygın kullanılır.

Ses sistemlerine baktığımızda ise, hoparlör konisinin kağıttan yapıldığını görürüz. Kağıt da aslında selüloz bazlı başka bir doğal polimerdir. Eğer yüksek kalite hoparlörleri incelersek bu koninin polipropilen denilen sentetik bir plastikten üretildiğini görürüz.

Elektronik Eşya

Otomotiv sektörü plastik malzemelerin en sık kullanıldığı alanlardan biridir. Mümkün olan alanlarda metal parçaların yerine plastik kullanılarak giderek daha hafif ve daha ucuz otomotiv üretimi sağlanmaktadır. Hafifliğe bağlı olarak otomobilde yakıt tüketimi de daha ekonomik hale gelmektedir. Bütün araçlarda kullanılan polimerlerin başında kauçuk gelir. Araba lastiğinin temel malzemesi olan kauçuk hem sentetik yollarla hem de doğal olarak üretilebilen bir polimerdir. Kauçuğun kullanıldığı bir başka araba parçası da cam silecekleridir. Çoğunlukla poliisoprenden üretilirler.

Elektronik eşya denilince akla ilk gelen malzeme bakır gibi iletken metaller ya da silikon gibi yarı-iletken malzemelerdir. Elektronik sektöründe iletken bakır telleri güvenle kaplamak için yalıtkan polimer kablolar kullanılır. Bu sebeple kablo üretiminde polietilen ya da polivinil klorür (PVC) kullanılır. Eğer kullanılacak kablonun yüksek sıcaklıklara dayanıklı olması gerekirse poli(vinilidin florürür) (PVDF) polimerinden üretilmesi tercih edilir. PVDF dediğimiz plastiğin en önemli özelliklerinde biri, elektrik alanın içine sokulduğunda plastik şekil değişimine uğramasıdır (piezo etki). Hoparlör kullanımında ise bu şekil değişiminin yarattığı titreşimlerden ses oluşturulur.

Otomotiv Sanayi

Dünyada en çok üretilen polimerlerin başında gelen polipropilen de otomotiv sanayisinde çok sık kullanılır. Otomotivin üretildiği ülkeye göre, bir araç içinde 50 ile 70 kg arasında

Sıklıkla kullanılan polipropilenler

Yüksek sıcaklığa dayanıklı PVDF polimeri CD’ler, CD kapakları, teyp ve müzik seti çerçeveleri de polikarbonat, polistiren ya da ABS denilen yaygın ticari plastiklerden üretilir. CD çalıcılar ve bilgisayar anakartları da yine yaygın olan başka bir ticari polimerden, epoksilerden üretilir.

Orbital 2013 ᴥ Sayı 1

kullanılan polipropilen, özellikle araç içi parça imalatında tercih edilen bir polimerdir. Son günlerde plastik sektöründeki üretim tekniklerinin ilerlemesiyle çoğu metal aksamlar plastikten üretilmeye başlanmıştır. Mesela, Sabic Plastik Şirketi ve Hyundai’nin ortak çalışması olarak tamamen plastikten üretilmiş bir prototip araç üretildi.

PEG-16 yapısı Tamamen plastikten üretilmiş prototip araç QarmaQ Sağlık Laboratuvar ve ameliyat ortamında kullanılan eldivenler genellikle lateksten üretilmiştir. Lateks, kauçuk bazlı sentetik bir polimerdir. Tek kullanımlık şırıngalar tıbbi malzemelerin başında gelir ve genellikle polietilen denilen plastikten ya da camdan üretilir. Kimyasallara karşı dayanıklılığı sayesinde bilimsel araştırma yapan laboratuvarlarda da kullanılır. Polietilen üretilirken ve proses edilirken kullanılan yumuşatıcı ya da plastikleştirici (plasticizer) diye adlandırılan kimyasal katkı maddeleri, bu şırıngaların uzun süreli kullanımını kısıtlar; zaten bu sebeple tek kullanımlıktırlar. Gözlük camı üretimi plastiklerin kullandığı geniş alanlardan bir diğeridir. Aramızda organik cam diye tabir ettiğimiz camlar aslında plastiktir ya da plastik bazlıdır. Bu şeffaf plastiklerin gündelik hayatımızda yarattığı en büyük fark, camdan yapılan gözlük camlarının ağırlığından bizleri kurtarmasıdır. Kişisel bakım ürünlerinin hemen hepsinin bir parçasında ya da formülünde polimerleri görürüz. Mesela şampuanların içinde polietilenglikol (PEG) sıkça bulunur. PEG-100 ya da PEG-250 gibi numaralarla karşımıza çıkan bu polimerin adının sonuna konan sayı onun polimer zincirinin büyüklüğünü temsil eder.

Orbital 2013 ᴥ Sayı 1

Silikon bazlı polimerleri, mesela PDMS’i, şampuanlarda görebiliriz. Saç spreyleri ve jölelerinde de PEG’i ve poli(vinilpirolidon) polimerlerini bulabiliriz Yapı Malzemeleri Altyapı ürünlerinden, ev dekorasyon ürünlerine kadar yapı malzemesinin her alanında plastik malzemeleri ya da plastik bazlı kompozit malzemeleri görebiliriz. En sık kullanılan altyapı ürünü poli(vinil klorür) (PVC) bazlı plastik su borularıdır.

Bu borular polipropilen vanalarla kontrol edilebilir ve yine PVC bazlı parçalarla su arıtma elemanları kurulabilir. Evlerin içine baktığımızda ise duvarlarda plastik ürünlerinin hızla yayıldığı boya sektörüyle karşılaşırız. Plastik bazlı boyalarda akrilikler, poliüretanlar, poliesterler, epoksiler ve melamin reçineleri bulunabilir. Son yıllarda

artan bilimsel araştırmalar sayesinde ise bu polimerler nano-parçacıklarla geliştirilerek, su tutmayan, kendi kendini temizleyen ya da UV ışınlarından koruyan ileri teknoloji ürünü boyalar piyasaya çıkmıştır. Özel kalıplama teknikleriyle sandalyeler, banklar, çöp kutuları gibi gündelik hayatımızda her an karşımızda duran parçalar da plastikten üretilebilir. Yiyecek-İçecek Endüstrisi Son yıllarda plastiğin insan sağlığına olan zararları hakkında çok sık yazılıp çizilse de plastik malzemeleri mutfaklarımızda hala görmekteyiz. Sebillerden su içmek için kullandığımız bardaklar ise polipropilen, polietilen ya da polistirenden üretilir. Su ve gazlı meyve suları gibi içecekleri barındıran plastik şişeler genellikle poli(etilen teraftlat)‘tan (PET) yapılır.

fosfat bağlarından meydana geldiğini görürüz. Gerçi organizmada bulunan amino asitlerin sayısı daha fazladır. Ama yine de canlılardaki bu çeşitlilik amino asit sıralamasındaki değişiklikten ve konformasyonlarından kaynaklanmaktadır. Ayrıca hangi organı düşünürseniz tekrarlanan moleküler yapıların organları oluşturduğunu görebilirsiniz. Yapay doku çalışmalarında polimerlerin önemi her geçen gün daha da artmaktadır. Yukarıda polimerlerin kullanıldığı pek çok yer belirtilirken karşımıza hemen her gün çıkan ürünlerden yalnızca bir kısmı ele alınmıştır. Eğer etrafınıza polimerleri görmek için bakmaya başlarsanız, yukarıda söz edilen ürünlerden çok daha fazlasını görebilirsiniz. Polimer kimyasının önemini vurgulamak için söylenebilecek son söz, belki de; ABD de kimyasal araştırmalar için ayrılan bütçenin üçte birinden daha fazlasının polimer kimyası araştırmalarına ayrıldığını belirtmek olabilir.

Kaynaklar: Yararlı Bilgiler, Polimer Nedir?, http://www.yararlibilgiler.net/polimer-nedir/ İstanbul Teknik Üniversitesi Kimya Bölümü, Polimer Jeller Araştırma Grubu, http://www.kimya.itu.edu.tr/TR/grup_goster.php? grup=pgrg

Polietilentetraftalat (PET) şişeler

Case Western Reserve University, Applications of Polymers, http://plc.cwru.edu/tutorial/enhanced/files/polyme rs/apps/apps.htm

Polimerlerin gaz geçirgenliği var mıdır bilinmez ama plastikten yapılmış şarap ve bira şişeleri de görebiliriz.

Çağkan Yurtsever

Sağlık ve Biz

Lisans Öğrencisi

Eğer tek hücreli canlılardan, çok hücreli canlılara kadar temel yapının ne olduğunu sorgulayacak olursak, temel yapı bilgisini taşıyan DNA veya RNA nın temelde 20 kadar amino asit ve bunları birbirlerine bağlayan

Orbital 2013 ᴥ Sayı 1

İstanbul Teknik Üni. Kimya Bölümü

yrtseverc@gmail.com

Kabartma Tozu Pastayı Ne Kadar Kabartır? Günlük yaşamımızda büyük yer kaplayan hamur işlerinin o cezbedici kabarıklığının kaynağının kabartma tozu olduğunu çoğunuz biliyorsunuzdur. Peki kabartma tozu hamur işlerini nasıl kabarttığını hiç düşündünüz mü ? Ya da kabartma tozunun günlük yaşamımızda ne gibi kullanım yerleri olduğunu merak ettiniz mi? Hamuru kabartmak için kullanılan kabartma tozu genellikle sodyumbikarbonatın (NaHCO3), kuru asidin (H+) ve mısır nişastasının birleşimidir. Sodyumbikarbonat halk dilinde karbonat olarak bilinir.

Karbonatın ısıyla karbondioksit oluşturması mümkünse de, yüksek sıcaklıklar gerektirir. Bunun için, kabartma tozunun içine doğal olarak kullanılan bazı asitler katılır. Potasyum tartarat bunun başında gelir. Sodyum bikarbonat ve tartarat hamurun nemi içinde hafifçe çözünüp ısının da etkisiyle karbonik asit oluştururlar. HCO3

+ H

H2CO3

Aslında bu bir denge tepkimesidir. Karbonik asit ise oldukça kararsız bir bileşiktir ve ısınında yardımıyla karbondioksit ve suya parçalanır.

Kabartma tozu , evlerimizde çokça kullanılan bir malzemedir. Kabartma tozunun ana maddesi sodyum bikarbonattır (NaHCO3).Keki fırına koyunca, ısının etkisiyle karbonat bozunur ve ortama CO2 gazı verir. Kekin içinden çıkan CO2 de dışarı çıkamadığından keki şişirir ve cezp edici bir görünüm kazandırır. Belki kabartma tozunun üstüne limon sıkıldığına da şahit olmuşsunuzdur. Bunun amacı ortama asit ekleyerek karbonatın bozunmasını kolaylaştırmaktır.

Orbital 2013 ᴥ Sayı 1

H2CO3

CO2 + H2O

Kekin ısıtılması ile oluşan karbondioksit kekin içinde kabarıklıklar oluşmasını yani kabarmasını sağlayacaktır. Sodyum bikarbonatın marifetleri hamur kabartmakla sınırlı kalmıyor. Yanmış tencereyi, yanmış fırın tepsisini vs. kolayca temizlemek için sodyum bikarbonat kullanılabilir. Bu tencereye bir parmak kalınlığı kadar su doldurup bir paket kabartma tozu (ya da karbonat) ilave edilip, 10 dakika kadar kaynatarak

gerçekleştirilebilir. Yanmış yemek tortusu anında çözülecektir. Karbonatın bu temizleme gücünü kimyasal olarak şu şekilde açıklayabiliriz: Kaynamış suda karbonat CO2 sinin yarısını kaybederek soda (Na2CO3) oluşur:

2NaHCO3+ısı

Na2CO3 + H2O + CO2

Oluşan soda suyla tepkimeye girerek sodyumhidroksit (NaOH) meydana gelir. Böylelikle çözelti daha da bazikleşir ve deterjan özelliği artar. Na2CO3 + H2O

NaHCO3 + NaOH

Haftada bir dişler kabartma tozuyla (veya karbonatla) fırçalanırsa, dişler beyazlaşır. Burada dikkat edilmesi gereken husus, fırçalama işleminden sonra yarım saat boyunca asitli yiyecekler ve içecekler kullanılmamasıdır. Karbonatın bazik özelliği selülozun kabarmasına yardımcı olur. Bakliyatlar ve sert sebzeler haşlanırken, haşlama suyuna karbonat eklenirse daha çabuk yumuşamaları sağlanır.

Böcek sokmasından sonra o bölgeye karbonatlı su ile pansuman uygulanırsa kaşıntı ve kabarma hemen azalır. Genel olarak yarım litre suda bir kaşık karbonatla yapılan karışım kaşıntılara karşı iyi gelir. Güneş yanığına maruz kalan bölgelere de karbonatlı su faydalıdır, ağrı kesici özelliği vardır. Karbonatın çokça bilinen bir diğer faydası da mide yanmalarına iyi geldiğidir. Mide yanması, midenin gereğinden fazla mide asidi salgılamasından kaynaklanır. Mide asidini azaltmak amacıyla anti asit olarak karbonat verildiğinde genel olarak vücudun fazla asidini yok eder. Karbonat asitle tepkimeye girerek midenin pH değerini artırır.

Kaynaklar Epler,M., (2009), Twenty Uses For Baking Soda, http://1greengeneration.elementsintime.com/?p=6 61 Blurt It, (-), What Are The Uses Of Sodium Bicarbonate?, http://www.blurtit.com/q592264.html Everyday Health, (-), Sodium Bicarbonate, http://www.everydayhealth.com/drugs/sodiumbicarbonate

Selin Çalgan Lahana, karnabahar gibi sebzeler kükürtçe zengindirler. Kükürt, bu gibi sebzeler haşlanırken çözünür ve hoş olmayan kokuya sebebiyet verir. Bu tür sebzeleri haşlarken haşlama suyuna biraz karbonat eklemek istenmeyen kokuların oluşumunu azaltır. Bazik ortamda havadaki oksijen kükürt bileşenlerini yükseltger. Aynı zamanda karbonat bu tür sebzelerin gaz yapıcı özelliğini de azaltır.

Orbital 2013 ᴥ Sayı 1

İstanbul Teknik Üni. Metalurji ve Malzeme Müh. Bölümü Lisans Öğrencisi calgans@gmail.com

ESER ANALİZ ÇALIŞTAYI KARADENİZ TEKNİK ÜNİVERSİTESİ, TRABZON 2012

Kimya kulübü olarak 27-30 haziran 2012 tarihleri arasında katılmış olduğumuz Trabzon Karadeniz Teknik Üniversitesi analitik kimya anabilim dalı tarafından gerçekleştirilen uluslararası Es-An çalıştayı farklı alanlarda uzmanlaşmış birçok kimyagere ev sahipliği yaptı. Gün içinde konferanslarda sürdürülen program düzenlenen çeşitli sosyal etkinliklerle tamamlandı.

Orbital 2013 ᴥ Sayı 1

Modern Kimyanın Kurucularından; Robert Boyle Boyle, siyasi ve sosyal olarak bir zemine oturmaya çalışan İngiltere’nin 17.yy’ın ilk yarısında, 1627 yılında İrlanda Lismore`da soylu bir kontun 14.çocuğu olarak dünyaya geldi. Çok kalabalık bir ailenin en küçük çocuğu olmasına rağmen bolluk ve bereket içinde bir yaşam geçirdi. Soylular arasında bir adet olduğu üzere sekiz yaşındayken ailesi tarafından Eton`a yatılı okula gönderildi. Burada geçirdiği dört yılın ardından Cenova`ya giderek kendisini

Orbital 2013 ᴥ Sayı 1

matematiğin büyülü dünyasına kaptırdı. Cenova`da geçirdiği günlerde kendini iyice bilime adamıştı. Bir akşam yakınlarda düşen bir yıldırım merakını uyandırdı. Yıldırımın ona çarpmamasının nedeninin Tanrıyla bağlantılı olduğunu düşünmeye başladı. Bir zaman sonra Boyle Cenova'dan İtalya'ya geçti, Floransa'da bir süre kaldı. Orada Galileo'nun çalışmalarıyla ilgilendi. O sıralarda yaşanan iç savaş onu İngiltere'ye dönmeye zorladı. Ondan kral yanlısı olması beklenebilirdi ama Boyle çeşitli nedenlerden

ötürü parlamento sempatizanı oldu. Bu, onu Samuel Rartlibb'le tanıştırdı. Rartlibb, Boyle'u, tıp çalışmaya özendirdi. Kimyaya ilgisi, ilaçlar hazırlamaya çalıştığı bu dönemde başladı. Fizikte başardığı birçok şeye rağmen - Boyle yasasının bulunuşu, gazların sesin dağılımı üzerindeki etkilerinin araştırılması ve donan suyun kaplayıcı kuvvetinin değişik yerçekimleri, değişik güçlerde, kristaller, elektrik, renk ve hidrostatikler üzerindeki etkilerinin incelenmesi - kimya, onun favori alanıydı. 1656'da Oxford'a, üniversite kolejine bitişik, şimdi gülünç Shelley Abidesine sahip olmakla övünen siteye yerleşti. Burada doğanın tanecikli yapısının ve mekanik kuramının deneysel kanıtını güçlendirmeye çalıştı. ilk işi Oxford Üniversitesi'nde kimi seçkin öğrencileri çevresinde toplayarak "Görünmez Kolej" dediği bir dernek oluşturmak oldu. Derneğin amacı, deneysel bilim etkinliklerini teşvik etmek, bilimsel yönteme tartışarak açıklık getirmekti. Görünmez Kolej çok geçmeden saygınlık kazandı, 1660'da kralın onayı ile belli sayıda seçkin bilim adamına üyelik olanağı tanıyan "Royal Society" adı altında kurumsallaştı.

Robert Boyle’un The Spectical Chemist adlı kitabı 1661'de, yazdığı The Sceptical Chemist (Kuşkucu Kimyager) ile "Tuz, Sülfür ve civalarını herşeyin gerçek ilkesi olarak göstermeye hevesli bazı simyacıların yaptığı

Orbital 2013 ᴥ Sayı 1

deneyleri" eleştirmiştir. Bu görüşleriyle birçok simyacının tepkisini toplamış olmasına rağmen Boyle, kendi teorilerinde ana metallerin altına çevrilme olasılığını ortadan kaldırmamış; tam tersine metallerin çeşitli işlemlerle değişim geçirerek başka metallere dönüşebileceğini savunmuştur. Onun esas fikri, kimyanın maddelerin birleşme bilimi olmasıydı; fizik ya da simyacıların sanatlarına bir ek değil. O hayatının sonuna kadar simya ile uğraşmış ve bu dönüşümün gerçekleşeceğine inanmıştı hatta siyasi yaşamındaki bağlantılarını kullanarak İngiliz parlamentosunda lobi oluşturarak bu dönüşümün yasağını kaldırmış; metaller, kimya ve simya üzerindeki araştırmaların yolunu açmıştı. Kendisi de bir simyacı olduğundan, metallerin değişebileceğine inanıyordu ve bu doğrultuda deneyler yaptı. 1689'da IV. Henry'nin heykelinin yıkıntısını altın ve gümüşe çevirmeye çalışması da buna örnek olarak gösterilebilir. Modern kimyanın kurucuları olarak genellikle Priestley, Lavoisier ve Dalton bilinir; ama onları önceleyen ilk büyük adımı Boyle’un attığı gözden kaçmamalıdır. Descartes’in metafiziğine ve Aristo'nun, evrendeki maddelerin toprak, hava, su, ateş gibi dört temel öğenin çeşitli oranda karışımından oluştuğu görüşüne karşı çıkan Boyle, bütün maddelerin birincil parçacıklardan oluştuğunu iddia ederek çağdaş atom kuramına öncülük etmiştir. O günlerde doğa dininin güçlü olduğu hesaba katılırsa, Tanrının büyüklüğünü, doğanın sırlarını çözerek göstermeye çalışmasında şaşılacak bir şey yoktu. Zerrecilik yani atomlaştırmanın bir formunun savunucusu olan Robert Boyle'a göre Tanrı, maddeyi hareketle birlikte, biçim ve durumlarda birçok küçük 'zerreler'in meydana gelmesine neden olur, bunlar birleşmek ve karışmak suretiyle bileşik olan 'moleküller'i oluştururlar. Görüldüğü gibi elementleri maddi yapıların bölünemez parçaları olarak gören Boyle bu şekilde modern görüşe yaklaştı ve bunu, karışımla bileşiklerin ayrımını yapabilmesiyle ve "analiz" adını verdiği bir yöntemle, bir maddenin içindekileri bulabilmesiyle kanıtladı. Ayrıca, daha sonraları, elementlerin değişik çeşit ve boyuttaki parçalardan

oluştuklarını ancak bilinen yöntemlerle ortaya çıkarılamayacaklarını öne sürdü. Uygulamalı kimya, geliştirilmiş methodları ve her bir madde hakkında verdiği bilgileri için Boyle'a çok şey borçludur. Günümüzde yaşamın en önemli faktörlerinden organ naklini, ağrı kesici ve uyku haplarını, hatta GPS'i bile tam 350 yıl öncesinden ön görmüştür. Eşine çok az rastlanan derecede ileri görüşlü insanlardan biri olduğundan, yaşadığı dönemde oldukça popüler bir konu olan gençliğe geri dönme konusunda bazı gelişmeler olacağına inanıyordu. "Belki tamamen değil ama bazı parçaları, yeni bir diş, gençlikteki saç rengi gibi" diyen Boyle, bir adım daha ileri giderek bazı hastalıkların "en azından" organ nakli tedavisi ile iyileştirilebileceğine inanıyordu. Acıyı azaltacak ve uyku sorunlarını çözecek ilaçlar da yine Boyle'un o dönemde hayalini kurduğu ve yıllar sonra gerçekleşen konular arasında yer alıyordu. Ama Boyle'un belki de en önemli öngörüsü GPS oldu. "Enlem ve boylamları kesin olarak bulabilmenin yöntemleri"nin hayata geçeceğini söylediğinde, daha o zamanlardan GPS'i tarif eder gibiydi. Daha sonraları Dünyaya karşı sofuca yaklaşımı, onu dini propaganda yapan birçok projenin içerisine soktu. Bilimsel uğraşının her aşamasında küçük, eğlendirici denemeler yazdı. Kişisel aşkla dini görevler arasındaki çelişkiyi konu alan İngilizce ilk tarihsel romanlardan biri sayılan The Martyrdom of Theodora'yı yazmaya koyuldu ve 1691'de Londra'da öldü.

Boyle – Mariotte Yasası Boyle’un adını bilim dünyasına altın harflerle yazmasını sağlayan meşhur Boyle Kanunu nedir peki? Boyle yasası (Bazen BoyleMariotte yasası veya Uçucu Gazların Sıvılaştırılması olarak da bilinir), gaz yasalarından biridir. Bu yasayla Boyle, belirli bir miktar gazın hacmi ile basıncının çarpımının yaklaşık olarak sabit kaldığını buldu. Bundan başka basınç sabitken gaz ısıtıldığında hacminin genişlediğinin de farkına vardı; fakat, belki de o zamanlar

Orbital 2013 ᴥ Sayı 1

sıcaklığın henüz kesin bir tanımı yapılmamış olduğundan, bu olayın üzerinde fazla durmadı. Toricelli'nin deneylerinden sonra Pascal'ın da barometrelerde sıvı yüksekliğini belirleyen şeyin yalnızca atmosferin ağırlığı olduğu sonucuna varması üzerine Boyle da yeni deneyler yapmaya başlamış ve kapalı bir fanus içinde bu deneyleri yapıp sütunun yine 76 cm de durduğunu görünce, havanın sıkıştırılabilir bir şey olduğunu ve havanın içinde bulunanları da sıkıştırılabilir küçük yay olarak düşünmeye başlamıştır. Matematiği kendisinden daha kuvvetli olan fizikte katı cisimlerin esnekliğine ilişkin yasayı (Hooke Yasası) yaylarla yaptığı çalışmalarla açıklayan asistanı Robert Hooke’la beraber çalışarak tamamladığı deneylerini ''havanın yaylarıyla ilgili fiziko-mekanik yeni deneyler'' isminde bu kitapla yayımlamıştır.

Kaynaklar Chemical Heritage Foundation, Robert Boyle, http://www.chemheritage.org/discover/onlineresources/chemistry-in-history/themes/earlychemistry-and-gases/boyle.aspx Reville, W., Robert Boyle The Father Of Chemistry, http://understandingscience.ucc.ie/pages/sci_rober tboyle.htm Think Quest, Robert Boyle, http://library.thinkquest.org/C005358/boyle.htm Bilim Adamları, Robert Boyle, http://www.bilimadamlari.net/bilim-adamlari/63robert-boyle.html

Merve Suna İstanbul Teknik Üni. Kimya Bölümü Lisans Öğrencisi mervesuna77@gmail.com 35

SULARDAN AĞIR METALLERİN TEMİZLENMESİ İngiliz bilim adamları suyu ağır metallerden ve zehirli metallerden temizlemenin yeni ve kolay bir yolunu buldular. Özellikle son zamanlarda, üçüncü dünya ülkelerinde ki arsenik kirliliği ile ilgili şikayetler göz önüne alındığında, Richard Compton ve Oxford Üniversitesi’nden meslektaşları suyu bu metallerden arındıracak bir yöntemle öne çıkıyorlar. Doğal aminoasit sistein ile aynı yapıya sahip olan ‘‘l-sistein metil ester’’ grubu organik yapı, camsı karbon kürelerinin yüzeyine bağlanır. Bunlar daha sonra içerisinde değişik oranlarda ağır metaller bulunduran suya, yeni bir bileşik oluşturması için eklenir ve karıştırılır. Nanoteknolojik camsı karbon küreleri karışımdan çıkarıldığında, sudaki

Orbital 2013 ᴥ Sayı 1

zehirli metal oranının kayda değer bir biçimde azaldığı gözlemlenir. Ancak; l-sistein metil ester bulundurmayan karbon kürelerinin sudan herhangi bir metal iyonu ayrıştırmadığı görülmüştür. Bu uygulamanın kirlenmiş nehir suyuna veya bozuk ve kirli içme suyuna eşit ölçülerde uygulanması, yapılan işlemlerin kirli nehir suyundan ve içme suyundan ağır metal iyonlarının temizlenmesinde ki potansiyelini gözler önüne sermiştir. Richard Compton ve ekibi bu bulguları ticari gelişmeler için yakın zamanda uygulamaya koymayı umuyor. Compton: ‘‘Bu bulgular her yıl gerçekleşen binlerce boş yere ölümün önüne geçecek potansiyele sahiptir.’’ diyor.

l-sistein metil ester

Nanoteknolojik karbon küreleri Yapılan araştırmalarda gösteriyor ki; karbon nanoteknolojik küreler, sistein metil ester gibi organik bir yapıyla etkileştirilerek milyonlarca insanın ağır metallerin (Cd(II), Cu(II), As(III)) kirlettiği suya bağlı ölümlerini engellemektedir. Ayrıca su kirlilğiyle göç

etmek zorunda kalan kuşların ve balık ölümlerinin de önüne geçilecek. Temel olarak, yardımcı organik maddelerle oluşturulan nanoteknoloji bu örnekte de olduğu gibi canlılar ve doğayı kurtarmak için önemli bir güç olacaktır.

Kaynaklar: G G Wildgoose et al, Chem. Commun., 2005, 3694 (DOI: 10.1039/b506461a)

Orbital 2013 ᴥ Sayı 1

Çağkan Yurtsever

Aykut Sarıkaya

İstanbul Teknik Üni.

Kimya Bölümü

Lisans Öğrencisi

yrtseverc@gmail.com

aykutsarikaya456@gmail. com

Güneş Enerjisi Depolayıcısı Akıllı Camlar Akıllı camlar, yapıları sadece ısıtmak veya soğutmak dışında tıpkı bir enerji koruyucu cihaz olarak elektrik enerjisi sağlamak için de kullanılıyor. Henüz bazı binalarda kullanılmakta olan bu akıllı camlar;içerideki soğuk havayı saklayarak ve ışık düzeyini belirli bir düzeyde tutmayı başararak enerji tüketimini de ciddi oranlarda azaltıyor.Diğer yandan müzelerdeki sanat eserleri yüksek oranda güneş ışığına maruz kaldığında zarar gördüğü düşünelecek olursa bu camlar hem bu sanat eserleri korumak hem de bu güneş ışığını depolayarak büyük bir tasarruf gerçekleştirebiliyor. Nanobilimi ve Teknoloji Ulusal Merkezinden Zhixiang ve arkadaşları gelen ışığın rengini değiştiren süperkapasitör ile elektrokromik cam panelini birleştirerek bir cam geliştirdiler. Geliştirilen bu akıllı cam(EES window) parlak güneş ışığında gelen ışığı absorbe ederek enerjiyi depoluyor, kapasitesinin üzerine çıkıldığında ise cam karartılarak içeri gelen ışık miktarını limitliyor.Bu sistem odanın sıcaklığı ve ışık miktarını kontrol altında tutmakla birlikte enerjiyi saklayarak çevredeki elektrik enerjisiyle çalışan cihazlarda bu enerjinin kullanılabilmesine imkan sağlıyor. Transparan bir film üzerine yatırılan ve geçirgen bir tabakayla kaplı polianilin nanokablolar jel elektolit tabakayla bir elektrod formuna getirilir ve bu çift elektrod (tabakası) üst üste getirilerek çalışan bir araç bir akıllı cam oluştururlar.

Orbital 2013 ᴥ Sayı 1

Polianilinin yüksek kapasitesi ve düşük maliyetine ek olarak geçirgen ve esnek olması da avantaj listesine eklenilebilir. Wei’e göre ‘Düşük ağırlıkları, kolayca katlanabilir olmaları ve bambaşka dizaynlara sokulabilmeleri gibi özelliklerinden dolayı esnek cihazlar gitgide daha çok dikkat çekiyor. US,Illinois University Üniversitesi nden fotonik cihaz uzmanı John Rogers ,akıllı camlar konusunda yapılan çalışmalar konusunda optimist olduğu kadar tedirgin. ’Bazı teknolojiler ancak ucuz ve uzun süre verimli çalıştırılırsa otomotivden evlere kadar her alanda değerli görülüp kullanılmaya başlanır’. Birbirinden farklı elektrot parçaları ve camın elektrokromik özelliklerini geliştirmek için yoğun ve ileriye umutla bakarak çalışan Wei’nin takımı son zamanlarda daha fazla enerji depolamak için cihazın içine güneş pili yerleştirmeye çalışıyorlar.

Kaynaklar: K Wang et al, Energy Environ. Sci., 2012, DOI: 10,1039/c2ee21643

Ozan Kartal İstanbul Teknik Üni. Kimya Bölümü Lisans Öğrencisi okartalb@gmail.com

Orbital 2013 ᴥ Sayı 1