Katalog

Dr. Şahiner’in “nano parçacıkları” çevreyi zehirlerden arındıracak Çanakkale Onsekiz Mart Üniversitesi (ÇOMÜ) Kimya Bölümü Öğretim Üyesi Yrd. Doç. Dr. Nurettin Şahiner, yeraltı ve yerüstü sularını kirleten uranyum gibi toksik maddeleri temizleyebilen nanoparçacıklar üretti. Hidrojel olarak üretilen bu parçacıklar, şu anda piyasada bulunan malzemelerden hem daha hızlı hem de daha etkili. Reyhan Oksay Dr. Şahier’in verdiği bilgiye göre yerkabuğunda uranyum ortalama olarak 2 ppm ( 1 gramın milyonda biri) bulunur. Altın, gümüş veya civadan daha fazla bulunan uranyum kalay ile aşağı yukarı aynı miktarda ve kobalt, kurşun ve molidenyumdan daha az miktarda bulunur. Dünya okyanuslarında çözünmüş olarak çok büyük miktarlarda uranyum bulunmasına karşın, derişimi (konsantrasyon) daha düşüktür (ortalama olarak ton başına 3 mg). Dünyada var olan işletilebilen uranyum cevherlerinin çoğu %0.10 uranyum içerir. Bu da 1000 ppm’den daha fazladır. Ağır bir metal olan uranyum çok zengin bir eneji kaynağı olabilir. Uranyum atıklarını insan sağlığını ve çevreyi tehdit eden çok ciddi riskler oluşturur. Özellikle uranyumun kirletilmiş yeraltı ve yerüstü sularından, nükleer artıklardan, topraktan ve kayaçlardan kimyasal olarak ayrıştırılması, toplanması ve uzaklaştırılması doğanın ve çevrenin düzeltilmesi ve korunması açından çök önemlidir. Uranyum gibi stratejik öneme sahip toksik metallerin, çevre dostu olarak tanımlanan “hidrojel” denen çevre dostu materyaller yardımıyla kirletilmiş sulardan uzaklaştırılması her açıdan büyük avantaj sağlar. Hidrojeller, suyu seŞekil 1. Hidrojel üç boyutlu ağ yapısının şematik olarak gösterilmesi ve hidrojelin kuru ve şişmiş halleri. ven (hidrofilik) polimerlerden hazırlanan üç boyutlu ağ yapılarıdır (Şekil 1.). D r. Şahiner, ABD’de Tulane Üniversitesi’nde sürdürdüğü çalışmalarının sonucunda doğal ortamlarda uranyum iyonlarını hızla uzaklaştıran (sub) mikron, yani mikro ve mikrometrenin altındaki hidrojel partikülleri geliştirdi. Bunların şu anda ticari olarak piyasada bulunan materyallerden daha etkin olduğunu kanıtlayan Dr. Şahiner, bu konuyla ilgili ABD’den patent aldığını belirtiyor. Çalışmalarına bundan sonra Çanakkale Onsekiz Mart Üniversitesi Kimya Bölümü’nde sürdürecek olan Dr. Şahiner, nano boyuttaki hidrojel partiküllerine üstün özellikler kazandırmayı hedeflediklerini belirtiyor. Depremler, seller, fırtınalar ve toprak kaymaları gibi doğal felaketlere ek olarak madencilik, atıklar, çöpler rak adlandırılırlar çünkü bu yapılar çevrelerindeki kimyasal veya fiziksel olayları anlayarak ona göre tepki verebilirler. Hidrojellerin bu tepkileri şişme ve büzülmeye ilaveten bozunma, renk değiştirme, bükülme ve optiksel ve/veya iletkelik özelliklerinde değişmeler olabilir. Hidrojeller çevre dostu, biyo uyumlu ve çok yönlü oldukları için çevrede, yapay organ yapımında, ilaç ve kozmetik sanayinde, eczacılıkta, çeşitli sensor yapımında, gıda ve ziraatte kullanılır. NANOTEKNOLOJİ VE HİDROJELLER Dr. Şahiner ve ekibi çok değişik hidrojeller hazırlayarak, bunların çevre kirliliği yaratan ağır metal iyonlarının ve uranyum gibi stratejik öneme sahip metal iyonlarının sulu ortamlarda uzaklaştırılmasında kullanılabileceğini gösterdi. Hidrojeller etkili bir şekilde toksik metal iyonlarını sulu ortamlardan uzaklaştırmalarına karşın, bu işlem için gereken süre metal iyonunun derişimine, hidrojelin metal iyonunu tutma kapasitesine, seçiciliğine ve diğer faktörlere bağlı olarak değişir ve bazen bu süre çok uzayabilir. Bazı durumlarda metal iyonlarının sulu ortamlardan çok hızlı, basit ve ekonomik bir şekilde uzaklaştırılması, toplanması ve deriştirilmesi gerekebilir. Dolayısıyla uranyum gibi metal iyonlarına duyarlı hidrojellerin daha küçük boyutlarda üretilmesi çok büyük avantajlar sağlar. İşte bu noktada nanoteknoloji devreye giriyor. Partiküllerin boyutları küçüldüğü zaman yüzey alanı artar (küçük partiküller için yüzey alanının hacmine oranı çok büyüktür) ve dolayısıyla nanoteknoloji yapılan işlemi hızlandırır. İnsan saçı kalınlığında (50 ila 100 mikrometre (0.050.1 mm)) hatta daha da küçük boyutta olan hidrojel partiküllerinin sentezlenmesi, uranyum, arsenik, civa, kadmiyum gibi toksik metal iyonlarını sulu ortamlardan çok çabuk uzaklaştırılabilir. doğal kaynakların aşırı ve bilinçsiz kullanılmasına ve buna ek olarak da nüfus artışı gibi insandan kaynaklanan nedenlerin doğal çevre açısından çok ciddi sorunlar yarattığına dikkat çeken Dr. Şahiner, dünyanın birçok bölgesinde yeraltı ve yerüstü sularının toksik ağır metal iyonları ile kirletilmiş olduğunu belirtiyor. “Savaşlarda kullanılan tüketilmiş (depleted) uranyum ve özellikle nükleer santrallardaki sızıntılar, yeraltı sularına ve oradan içme sularına karışarak kirliliğe neden olurlar” diye konuşan Şahiner, tüketilmiş uranyumun (DU), çevreye verdiği zararları şöyle sıralıyor: HİDROJELLER NASIL YARAR SAĞLAR? Hidrojellerin doğaları gereği suyu çok seven yapılar olduğunu belirten Dr. Şahiner, su ile temas ettiğinde bunların suyu bünyelerine alarak şiştiklerini söylüyor. Bu şişmenin derecesi hidrojeli hazırlamak için kullanılan polimerin ve/veya polimeri hazırlamak için kullanılan monomer denilen birimlerin hidrofilikliğine (suyu sevme derecesine) bağlıdır. Ayrıca bu polimer zincirlerini bir arada tutan çapraz bağlayıcı denilen moleküllerin miktarılarını kontrol ederek şişmenin derecesi de kontrol edilebilir. Hidrojeller çok yönlü materyallerdir ve silindir, disk, film ve küresel olarak değişik şekillerde hazırlanabilirler. Hidrojellere bazen de akıllı materyal ola DOĞAL ORTAMLARDA URANYUM “DU zayıf radyoaktivitesi olan toksik bir ağır metaldir ve kinetik enerji silah sistemlerinde (mermilerde) tankların veya diğer araçların zırhlarını delmek için kullanılır. DU insan vücuduna solunum, sindirim yoluyla veya yara ile temas halinde geçebilir ve dolayısıyla hem kimyasal toksik hem de radyoaktifliğinden dolayı çeşitli sağlık sorunlarına yol açar. Yapılan araştırmalar Körfez Savaşı gazileri için radyoaktiviteden ötürü kimyasal toksisitenin önemini ortaya çıkardı. Uranyumun kanda taşınabilir formu U(VI) olduğu biliniyor ve hedef organlarının başında özellikle böbrekler geliyor.” CBT 1104/ 8 16 Mayıs 2008 Şekil 2. Değişik boyutlarda hazırlanmış hidrojel partikülleri.