Katalog

VİRÜSLERDEN YAPILMIŞ NANO ELEKTRONİK PARÇALAR ler gelişigüzel bir şekilde dizilirler, ancak bunların sayısını artırırsanız, bir düzen içinde sıraMassachusetts Institute of lanırlar" diyor. Bu örnekten yola çıkan Belcher Technology’den (M.I.T.) bilim seçilmiş M13 fajlarının 10 cm. kare üzerinde adamları, seçilmiş maddelerle ve bir mikrondan ince bir film oluşturacak şekendilerini kaplayabilen virüs kilde sıralanmalarını sağlar. Daha sonra bu yapıyı sabit bir levhaya sabitler. ler geliştirerek, bunların sıvı Belcher şu anda M.I.T.’den YetMing Chikristaller, nanoteller ve elektang, Paula Hammond ve Ki Tae Nam ile birlikrotlar oluşturacak şekilde bir te bu levhaları ultra hafif lityum iyon piller için elektrot olarak kullanmayı planlıyor. Bu proje araya gelmelerini sağladılar. ABD ordusu tarafından finanse ediliyor. Belcher pilleri seçmesinin nedenini şöyle açıklımanın "hamallık" kısmını tamamladığı için, Belcher piyor: "Pilin ağırlığı askerler için sorun oluşturuyordu. yasadan –yaklaşık 300 dolara faj varyantlarından Bizim elektrotlarımızın ağırlığı yalnızca 40 ile 50 miligoluşan bir koleksiyonu satın alma şansına kavuştu. ram. Oysa konvansiyonel pillerde bu ağırlık gramla ölBir fajı doğru moleküle bağlamak için Belcher, çülebiliyor." "yönlendirilmiş evrim" adı verilen bir işlemden yararNegatif elektrot için faj levhasından yararlanılabilanır. "Milyonlarca olasılığı, bazı malzemelerle birlikte liyor. Bu levha altın ve kobalt oksit ile kaplıdır. Altın bir deney şişesinin içine attık. Ve malzemeye hangileiletkenliği, kobalt oksit ise pil elektrolitleri ile iyon alışrinin yapıştığını tespit edebildik" diye konuşan Belcverişini sağlar. Böyle bir iyon alışverişi bir elektrottan her, "Yüzey ile etkileşimini değiştirerek –örneğin pH diğerine şarj hareketine yol açar. Elektrot önceden düzeyini düşürerek yapışma özelliği kazananları şihazırlanmış polimer elektrolit ile doğrudan birleşerek şeden çıkardık. Yapışanları topladık ve bunlarla koçift tabaka oluşturur. nakçı bakterileri enfekte ettik. Amacımız fajları büyütBurada hedef, levhaları pozitif ve negatif elektrotmekti" diyor. lu katı şekline dönüştürmek. Negatif ve pozitif elektrotlar yüzeyde alternatif akım yaratarak daha yüksek FAJLARIN BAŞARISI bir voltaj için seri olarak bağlanabilecekler. Elektrotlar arasındaki kısa mesafe, hızlı şarja ve deşarja izin Bu işlem trilyonlarca kopya fajın farklı bir evrim vererek parçaların optimum kullanılmalarını sağlayaevresine geçmesine yol açar. Bu sefer, eriyiğin içincak. Piller, ayrıca, farklı şekillerde tasarlanabilecek. deki koşullar, fajların hedefteki malzemeye bağlanBöylece yer ve ağırlık tasarrufu sağlanacağı için, asmasını zorlaştıracak şekilde değiştirilir. Yine daha az keri elektronik cihazlardan, ultraince MP3’lere kadar yapışkan varyantlar atılırken, hayatta kalanlar geliştiçok çeşitli elektronik cihazda kullanılabilecek. rilir. Bu işlem her seferinde daha zorlaştırıcı koşullar altında devam eder. Üç hafta kadar süren işlemin soFajların ayırt edemeyeceği bir element veya bilenunda geride tek bir faj varyantı kalır. Bu, tüm malzeşimin olmadığı görülüyor. Bir faj galyum arsenit yarımelere en fazla yapışan varyanttır. iletkeni için hassasiyet gösterirken, bunun yakın kuzeni olan galyum nitrite duyarlı değildir. Bu ayırt etme Altın madenine yapışma eğilimi taşıyan bir fajı, alözelliği sayesinde bir faj çiplerdeki kusurları tespit tın iyonları içeren bir eriyiğin içine attığınız zaman, faj edebilir. Çip üreticileri, bazen, diğer yarıiletkenlerin en tepesine A) Grup, kobalt okside bağlanabilen bir Yeni bir pil çeşidi Pil Nanotel elektroliti M13 varyantını seçti. Kobalt oksit lityum M.I.T.’den Angela Belcher ve meslektaşları seçilmiş M bu malzemelerden yapılmış krisKobalt 13 varyantının, esnek, hafif, lityum iyon pillerinin yapı iyonları depolayabilir. Daha sonra littaller oturtarak, bu kristallerin taşları olarak kullanılıp kullanılamayacağını test ediyor. oksit yum içeren bir elektrolit filminin üzeriyarattığı mekanik gerilim sayeBu doğrultuda yapılmış son deneylerden biri şöyle: ne virüsün kopyalarını yerleştirdiler. sinde elektroniğin davranışını M13 virüs değiştireblirler. Eğer kristallerin Elektrolit Uzun ve ince M13 virüsü yaklaşık bir mikron boyunda yapısı düzgün değilse, atomlarve altı nanometre dan biri, çıkıntı yapmaması gereViral levha enindedir. Virüsün ken yerde bir çıkıntı oluşturur. Zıt olarak şarj Kobalt Oksite matek bir DNA halkası ruz kalmak, p8 edilmiş elektrot p8 proteininden ve yüzeydeki diğer proteinlerden Faj bu çıkıntıya yapışır. Eğer bu proteinlerinin oluşmuş bir kaplama maddesinin içinde korunur. Protefaj aynı zamanda floresanlı bir madde içinde keninlerdeki herhangi bir değişiklik virüsün özelliklerini Virüsler kendilerini, düzenli, iki etiket taşıyorsa, doğru koşullardilerini kaplamadeğiştirir. Bu değişiklik çoğunlukla cihaz oluşturmaya boyutlu bir levha olarak film üzelarına yol açtı. yarar sağlayacak yönde gelişir. da parlar ve bir mikroskop kusurinde yerleştirdiler. ru eliyle koymuş gibi bulur. faj* , kabaca 6 nanometre genişliğinde ve bir mikron altına bulanarak bir mikron uzunluğunda bir tel şekliuzunluğundadır; sahip olduğu tek bir DNA iplikçiği bir ne gelir. Bu tel, bir mikrodevrede birbirine yakın eleGELECEK İLE İLGİLİ PLANLAR protein zırhı içinde korunur. Bu zırh, gövdeyi saran tek mentleri birbirine bağlar. Bu fajın bir varyantı da kentüre ait 2.700 kopya protein ve uçları örten birkaç tüBelcher bu tekniği daha da ileri götürmeyi planlıdi türlerindekilerle aralarında bir bağ oluşturarak birre ait az sayıda kopyadan oluşur. yor. Şu anda gündemde M13 fajlarını kullanarak yarıkaç cm uzunluğunda bir altın tel haline gelir. Bu teliletken moleküllerinden tam transistorlar yaratma Biyologlar uzun yıllardır böyle bir kimyasal özellikler kumaş olarak dokunabilir. Böyle bir tel, kimyasal projeleri var. Ancak viral transistorların daha küçük ten yararlanıyordu. Bunlar spesifik organik maddeleolarak duyarlı reseptörlere bağlanarak toksik veya bive daha iyi olmadığını itiraf eden Belcher, bunların tek re bağlanan M13 fajlarından yararlanarak, niteliğini yolojik olarak zararlı maddeleri tespit edebilir. avantajının daha az toksik atık çıkarması olduğunu bilmedikleri örneklerin kimliğini belirlemeye çalışıyorBelcher diğer organizmalar üzerinde çalışmalarısöylüyor. Bu virüslerin ayrıca kanser hücrelerine lardı. Belcher, virüsün ayrıca inorganik molekülleri de nı yürütmekle birlikte daha çok M13 fajı üzerinde bağlanması projesi üzerinde de çalışmalar yapılıyor. kendi amacı doğrultusunda yönlendirdiğini kanıtlayan odaklandı. Bunun bir nedeni de M13’ün en/boy oranıAmerikan Kanser Enstitüsü şu anda bu projeyi desilk bilim adamıdır. Bu inorganik moleküller, pek çok nın daha karmaşık şekillere dönüşebilmesine olanak tekliyor. yararlı ürünün en önemli parçalarını oluşturan metaltanımasıdır. Belcher bu olguyu şöyle açıklıyor:"Bir kuler ve yarı iletkenlerdir. Belcher’ın yaptığı bu deney fiReyhan Oksay Scientific American, Ekim 2006 tu içindeki boya kalemlerini düşünün. Kutunun içinde ziki bilimlerin biyolojik bilimlerden nasıl yararlandığını *Bir bakteriyi enfekte eden virüse verilen isimdir. Kısaca faj az sayıda kaldıkları zaman, kutuyu sallarsanız kalemgösteren nadir örneklerden biridir. Biyologlar araştırolarak da adlandırılırlar. M alzeme bilimcileri uzun zamandır "abalon" denilen deniz sümüklüböceklerinin eşsiz sağlamlıktaki kabuklarını nasıl ürettiklerini araştırıyor. Bu araştırmalardan elde ettikleri bilgilerle aynı sağlamlıkta malzemeler üretmeyi hedefliyorlar. Ancak bu arada M.I.T.’den Angela M. Belcher’in ortaya attığı şu farklı soru, olaya değişik bir açıdan yaklaşılmasına yol açtı: "Niçin bir abalon bunu bizim için yapmasın?" Belcher bu amaçla abalon ile kabuğu arasına ince bir cam parça yerleştirdi ve daha sonra bu parçayı geri çekti. "Bu şekilde yassı bir incimiz oldu" diye konuşan Belcher, "Böylece kabuk oluşumunu anbean inceleme şansımız doğdu" diyor. Sonuçta abalonun protein ürettiği ve bu proteinin de iki farklı, fakat birbirine karışabilen, kristalin şekillerine dönüşebilen kalsiyum karbonat molekülleri oluşturduğu ortaya çıktı. Bu kristalin şekillerinden biri sağlamlığı, diğeri ise hızla büyümeyi sağlıyordu. Bu çalışma ile Belcher, 1997 yılında, Santa Barbara’daki Kaliforniya Üniversitesi’nden PhD’sini almaya hak kazandı. Daha sonra inci sanayinde uzman olarak çalışmasının yanı sıra M.I.T.’den profesörlük unvanını aldı. Belcher’ın aklında tuğla gibi, moleküllerini bir yerden başka bir yere taşıyabilen biyolojik varlıklar yaratmak gibi bir plan vardı. Bu planın temelinde, nanoteknolojide "kendi kendine montaj" olarak bilinen bir strateji yatıyordu. İşe başlamak için kolları sıvayan Belcher, abalondan daha kolay izlenebilir bir yaratığa ihtiyacı olduğunun farkındaydı. Bu hayvan yavaş büyüyen, dayanıklı, küçük, esnek ve çevik olmalıydı. Belcher bu amaçla monoklonal antikorları araştırdı, çünkü bunların çok farklı şeylere bağlanma özelliğine sahip olduğunu biliyordu. Ne var ki bunlar üzerinde çalışılması zor yaratıklardı. Derken, 1990’ların ortalarında, M13 adı verilen uzun, ince bir virüsle tanıştı. Bakteriler üzerinde parazit olarak yaşayan, fakat insanlara zarar vermeyen M13 adı verilen bakteriyo CBT 1022 / 6 20 Ekim 2006