Bilim ve sanat takdir edilmediği yerden göç eder. 

Bilim İnsanı / Bilimin Anlamı 

ANTİ VİRÜS YAZILIMI

EĞİTİM NEDİR?

Nanoteknolojinin Hayatımıza Etkileri Nelerdir?

CRISPR-Cas9 Tekniğiyle Yapılan 7 Muhteşem Şey

Biohacking İnsan Irkını Bir Üst Seviyeye Çıkarabilir Mi?

Nörobik – Beyin İçin Bir Egzersiz / Beyin İle Bağırsak Hücreleri Arasındaki Bağlantı

SİNESTETİK BEYİN

SÜPER NOVA

KÜTLE ÇEKİM

Eğitim insanın bugünkü ve gelecekteki yaşamına bir müdahaledir. İnsan düşünce ve davranışlarında amaçlı olarak istenilen yönde bir değişiklik gerçekleştirme sürecidir. İnsanın ve toplumun yararı ve yarını düşünülerek uyumun ve üretkenliğin artırılmasına yönelik düşünce ve davranış değişikliğini yaratma çabasıdır.

Eğitim, önceden belirlenmiş amaçlar doğrultusunda insanların düşüncelerinde, tutum ve davranışlarında ve yaşamlarında belirli iyileştirme ve geliştirmeler sağlamaya yarayan sistematik bir süreçtir. Bu süreçten geçen insanın kazandığı yeni bilgi, beceri ve tutum onun birey olma ve ait olma bilincini artırır, kişiliğini geliştirir ve onu daha değerli kılar.
Eğitim insanın içinde yaşadığı bireysel, kurumsal ve toplumsal alanları bütünleştirir. İnsanın mevcut performansıyla arzulanan performansı arasındaki farkı kapatmasına yardımcı olur. Sahip olduklarıyla sahip olmak istedikleri arasındaki farkı azaltmasını ve kişisel bütünlüğe ulaşmasını kolaylaştırır.

Eğitim, insanın değerler sistemini ve inançlarını etkileyerek hayata bakışını belirler. Hayatı daha iyi anlamasını ve onu daha üretken çabalarla daha güvenli ve huzurlu kılmasını sağlar. İnsanın zamanını daha anlamlı ve verimli yaşamasını kolaylaştırır. Eğitim; bilerek düşünmeye, yaratıcılığa, kişinin içinde bulunduğu kalıpları kırmasına, sınırlarının dışına çıkmasına, dünyaya daha esnek ve daha geniş bir açıyla bakmasına olanak sağlar.

Eğitim, doğumdan ölüme tüm yaşam boyunca çok önemli etkiler yaratır; başarıyı, duygusal bütünlüğü ve toplumsal ilişkileri belirleyici rol oynar. Çağlar boyu, önemi bilinen bir insan faaliyeti olan öğrenme ve öğretme, günümüzde özellikle modern toplumlarda ve kurumlarda, insanların mutluluğu ve başarısı açısından giderek daha kritik bir önem taşımaktadır. İnsanlarının performansını ve mutluluğunu artırmak isteyen ve onlardan belirli davranışları göstermelerini bekleyen toplumlar ve kurumlar eğitime giderek daha fazla kaynak ayırmaktadır.

Günümüzde, hemen tüm dünyada ciddi sorunların yaşandığı ve insanların her geçen gün daha zor sorunları çözmek zorunda kaldığı bilinmektedir. Sorunlarını aşamayan şirketlerin ve toplumların hemen her bakımdan kaybetmeye başladıkları, geri kaldıkları yaygın görülmektedir. Karşılaştırmalı üstünlüğü elinde tutanlar, eğitim ve geliştirmenin sürekliliğine inanan ve bu amaçla yeterli kaynaklar ayıranlar olmaktadır. Yalnızca, bireysel ve kurumsal anlamda yeni bilgiler, beceriler ve davranışlar geliştirebilenler ve performanslarını iyileştirebilenler yaşama ve büyüme olanağını bulmaktadır. Bu ölçüde kritik önemi bulunan bir konuda hiç bir toplumun ya da organizasyonun zamanı, parayı, emeği ve umutları boşa harcamaya hakkı bulunmamaktadır.

Bu nedenle, eğitimle ilgili olarak, bireysel, kurumsal ve toplumsal anlamdaki her eylem girişiminin bilinçli ve bilgiye dayalı olarak başlatılması gerekir. İnsanların her düzeyde eğitimiyle ilgili tüm kararlar, eğitim ve öğrenmeye ilişkin bilimsel bilgilerin ve başarısı kanıtlanmış deneyimlerin ışığında alınmalı ve uygulanmalıdır.

Çalışan, emek harcayan, değer yaratan insanların çok önemli bir beklentisi yaptıklarının fark edilmesi ve çabalarının takdir edilmesidir. İnsanlar, birileri için bir şeyler yaptıklarında bunun boşa gitmediğini bilmek isterler. Karşılarındakinin yapılanın değerini anlamasını, ayrılan zamanın, harcanan emeğin bir bedeli olduğunu görmesini beklerler. Bu beklenti, çoğu kez, yalnızca, bir övgü, bir teşekkür sözcüğü, harcanan emeğin ve zamanın farkında olduğunun bir şekilde ifade edilmesidir. Geliştirdiği yeteneklerin ve ürettiği değerlerin kadir kıymet bilmeyen insanların elinde harcanıp gittiğini görmesi bir sanatçı, bilim ve fikir insanı veya bir emekçi için ne kadar acıdır.

Ne yazık ki iş hayatımızda ve özel ilişkilerimizde bilerek ya da bilmeyerek takdir ve teşekkür sözcüklerini olması gerektiğinden çok az kullanıyoruz. Bizim için bir şeyler yapan insanların bunu yapmak zorunda olduklarını düşünüyoruz. İş isterken ve işimizi yaparken ona gösterdiğimiz ilgi ve yakınlığı iş bittikten sonra tümüyle unutuyoruz. Ya da son derece kuru bir ifadeyle veya tek satırla bir teşekkür edip geçiyoruz ve bununla vicdanımızı rahatlatıyoruz, üzerimizdeki yükten kendimizce kurtuluyoruz.

Hayatımızda bizim için bugüne kadar emek vermiş, zaman ayırmış, bize değer katmış insanları bir düşünelim. Kaç tanesine gerçekten, onu da mutlu edecek şekilde teşekkür ettiğimizi kendimize soralım. Belki çoğuna, “sağ ol”, “eline sağlık” dedik, teşekkür ettik ve hatta elini bile sıktık, omzuna dokunduk. Ancak, gerçekten kendisini takdir ve tebrik edip etmediğimizi, onun yardımının bizim içi anlamını ve önemini hissettirip ettirmediğimizi kendimize soralım.

İnsanlar kendilerine değer katacak, mutlu edecek insanları her iyi bir şeyler yaptıklarında fark etmeli ve takdir ettiklerini göstermelidirler. Bunu, en kısa sürede, mümkünse hemen ve o ortamda yapmalıdırlar. Burada sözü edilen, herhangi bir ödül değil takdiri ve teşekkürü ifade eden bir söz veya çabayı öven bir davranıştır ve bunun da bir maliyeti yoktur.

Bir başkasının bizim için yaptıklarını takdir etmek ve ona teşekkürlerimizi iletmek aslında en çok kendimize yarar sağlayacak bir davranıştır. Çünkü böylelikle bize yararlı olan ve bizi mutlu eden bir davranışı pekiştirmiş ve devamlılığını sağlamış oluruz. Sahip olduğumuz sağlığı, başarıyı, bilgiyi, becerileri eğer birilerinin katkısı, ilgisi ve yardımıyla elde ettiğimizi ve geliştirdiğimizi biliyorsak, o kişilere takdir ve teşekkürlerimizi iletmeyi önemli ve zevkli bir görev olarak görelim. Bu davranışımız, sahip olduklarımızı korumanın ve artırmanın bir anahtarı olacaktır.

İSMET BARUTÇUGİL

Hayatın her alanında varlığını iyice hissetmeye başladığımız nanoteknoloji, terim olarak ilk kez 1974’te Norio Taniguchi tarafından kullanılmıştır. O dönemlerde çok da bilindik bir konu olmamasına rağmen, nanoteknolojinin beslendiği kavramlar ilk defa ünlü fizikçi Richard Feynman’in bir konuşmasında tartışmaya açılır. Bu değerli tartışma kendi alanlarında isim yapmış birçok bilim insanının çalışmalarına yön verir. Nanoteknoloji 80’lerin başından itibaren bilim dünyasında önemli bir yere sahiptir. Tabii zaman içerisinde teknolojinin gelişmesiyle bu alanda da büyük bir ilerleme yaşanır. Birbirinden farklı kullanım alanları ile bu teknoloji, günümüzde de popülerliğini korumaya devam eder.

İçinde yaşadığımız dönemde nanoteknoloji, fonksiyonel sistemler için moleküler ölçeklerde çalışılan bir mühendislik dalı olarak kabul edilmektedir. Yüksek performanslı ve çok daha etkili teknolojik ürünler geliştirebilmek için kullanılan bütün teknikleri kapsar. Oldukça geniş bir kullanım alanı olan bu teknolojinin benimsediği yaklaşımlar ise şu şekildedir:

• Teorik yaklaşımlar
• Aşağıdan yukarıya yaklaşımları
• Yukarıdan aşağıya yaklaşımları
• Nanomateryaller
• Biyo-benzeşimsel yaklaşımlar
• Fonksiyonel yaklaşımlar

Her bir yaklaşım beraberinde farklı bir çalışma sistemi getirir. Farklı alanlarda kabul edilen ve uygulanan yaklaşımlar ile yapılan çalışmalar, nanoteknolojinin pek çok açıdan gelişmesine katkı sağlar. 

Günümüzde hayatın pek çok alanında kendine yer bulan nanoteknoloji, insan yaşantısını kolaylaştırmak gibi önemli bir etkiye sahiptir. Daha hafif otomobiller, gemiler ve uçaklar bu teknoloji sayesinde tasarlanır. Bu durum araçlara yakıt tasarrufu da sağlar. Böylece ekonomik açıdan olumlu katkısı söz konusudur. Nanoteknolojik araştırmalar sayesinde nano materyaller, makineler ve çipler üretilir. Nano materyaller arasında bulunan ve yoğun ilgi gören karbon nanotube; çubuk şeklinde, yüksek yoğunlukta ve oldukça sert bir yapıdadır. Çubuklar, içleri boş olduğu için, istenilen her yere yerleştirilebilir. Çalışmaları ile dünya genelinde ilgi ile takip edilen NASA, yakın zamanda karbon nanotube tasarımının uzay araştırmaları için de kullanılacağını açıklamıştır.

Nano çipler, hâlihazırda kullandığımız bilgisayarların ve akıllı telefonların çok daha etkin bir şekilde çalışmasını sağlar. Daha küçük ölçülerde donanımsal parçalar yapılmasını sağlayan bu teknoloji, cihaz boyutlarının da istenilen şekilde tasarlanmasına olanak verir. Nanoteknoloji, makine tasarımı için de kullanılan bir yöntemdir. Motor, anahtar, pompa ve çark gibi makineler, bu teknoloji sayesinde çok daha verimli hâle getirilir.

Nanoteknoloji Kullanım Alanları Nerelerdir?

Nanoteknoloji kullanım alanları oldukça geniştir. Moleküler düzeydeki bu çalışmalar insanlık için faydalı olan her alanda kullanılır. Fizik, kimya, biyoloji, bilgisayar, matematik, eczacılık ve tıp alanlarında yoğun bir şekilde nanoteknolojik gelişmelerden faydalanılır. Malzeme bilimi de bu teknolojinin yoğun olarak kullanıldığı alanlardan biridir. Daha küçük ve daha hızlı bilgisayar projeleri nanoteknoloji sayesinde hayata geçirilir. Bu teknolojinin tıp alanında kullanılması ile hasar görmüş sinir hücrelerinin nano ölçeklerde onarımının yapılması gibi insan hayatını değiştiren pek çok mükemmel çalışma ortaya çıkar.

Malzeme ve İmalat

Nanoteknolojinin kullanıldığı alanlar içerisinde malzeme yapımı ve imalat üst sıralarda yer alır. Daha fonksiyonel ve küçük boyutlu ürünlerin imal edilmesi için bu alandaki gelişmeler kullanılır. Bu ürünler, teorik aşamada bulunan birçok gelişmiş teknolojik cihazın üretilmesine de olanak sağlar. 

Nanoteknoloji kullanıldığı alanlarda önemli farklılıklar yaratır. Tekstil de bu alanlardan biridir. Nanoteknoloji ile kumaşların yapısında değişiklikler gerçekleştirmek mümkündür. Bu sayede su geçirmez ya da yanmaz gibi farklı özelliklere sahip malzemeler yapılabilir. Nanoteknoloji kumaş üretimini büyük oranda çeşitlendirerek pek çok alanda farklı ve yeni ürünlerin imal edilmesine olanak sağlar.

Nano Elektrik ve Bilgisayar Teknolojileri

Bilgisayar ve beraberindeki teknolojiler, nanoteknoloji uygulama alanları içinde geniş bir yer tutar. Hâlihazırda kullandığımız cihazların çok daha üzerinde bilgi işleme gücüne sahip olan kuantum bilgisayarlarının yapımında nanoteknoloji kullanılır. Çalışma prensibi günlük kullandığımız cihazlardan çok farklı olan kuantum bilgisayarları, son derece karmaşık problemlerin çözülmesine olanak verir. Nano elektrik ise araçlar için geliştirilen sensör, gösterge sistemleri ve sinyal iletimi gibi alanlarda teknolojik atılımlar yapılmasına imkân tanır. 

Tıp ve Sağlık

Tıp ve sağlık alanlarındaki değişim ve dönüşüm, en dikkat çeken nanoteknoloji örnekleri içerisinde gösterilebilir. Canlı sistemlere moleküler ölçeklerde müdahale edilmesine olanak veren bu teknoloji, mikroorganizmalar ile etkileşim sağlayan cihazlar yapılmasında da etkin bir rol oynar. Nanoteknolojik cihazlar ile vücuttaki zarar görmüş ve normal şartlarda ulaşılması mümkün olmayan bölümler onarılabilir. Teşhis ve tedavi süreçleri çok daha sağlıklı bir şekilde uygulanabilir. Nanoteknoloji ilaç sektörü içerisinde de oldukça yoğun bir şekilde kullanılmaktadır. Bu teknoloji ile geliştirilen ilaçlar ile daha öncesinde tedavisi olmayan hastalıkların ortadan kaldırılması mümkün hâle gelir. Var olan ilaçların etkinliğinin artırılması için de nanoteknolojiden yararlanılır.

Havacılık ve Uzay Çalışmaları

Uzay ve havacılık alanında yapılan çalışmalar ekonomik yönden oldukça yüksek faturalar çıkarır. Bu alanda kullanılan malzemeler son derece ağırdır. Nanoteknolojinin devreye girmesiyle birlikte tüm bu malzemelerin çok daha hafif şekilde üretilmesi mümkün hâle gelir. Tabii, malzemelerin ölçüleri de küçülür. Böylece maliyeti düşürmek mümkün olur ve bu alanda gerçekleştirilen araştırmalar daha rahat bir şekilde yapılabilir. NASA ve Space X gibi uzay-havacılık alanında çalışan firmaların ve kurumların atılımlarının hızlanmasındaki en büyük rol bu teknolojiye aittir. 

Çevre ve Enerji

Nanoteknolojik gelişmeler daha az yakıtla daha yüksek verimlilik sunan motorlar yapılmasını mümkün kılar. Bu da daha çevreci sistemlerin oluşturulması anlamına gelir. Özellikle üretim ve ulaşım alanlarında hem yüksek verimli hem de çevre dostu uygulamalar, nanoteknolojinin getirilerinden biridir. Bu uygulamaların yaygın kullanılması ile birlikte daha temiz bir çevreye kavuşmak mümkündür.

Savunma Sektörü

Dünya genelinde ülkelerin en çok bütçe ayırdıkları alanların başında savunma sektörü yer alır. Askeri uygulamalar konusunda yüksek potansiyele sahip olan nanoteknoloji, silah sistemleri ve geliştirilmiş kamuflajlar gibi yeniliklerin oluşturulmasına imkân verir. Bu alanda yapılan çalışmaların büyük çoğunluğunun araştırma-geliştirme süreci devam etmektedir. Gelecekte bu yöntem ile oluşturulmuş cihazlar ve sistemler ülkelerin savunmalarında çok daha fazla yer alacaktır.

Biyoteknoloji, Tarım ve Gıda

Tarım ve gıda alanlarındaki nanoteknoloji yararları oldukça dikkat çekicidir. Hayvan ve bitki genlerinin düzenlenmesi konusunda bu teknoloji önemli bir yere sahiptir. Nanoteknoloji vasıtasıyla genetiği değiştirilmiş organizmalar günlük hayatta giderek daha fazla yer almaya başladı. İnsan nüfusu her geçen gün arttığı için gelecekte bu teknoloji ile geliştirilen gıdaların hayatımızda çok daha büyük bir yere sahip olması bekleniyor. 

Nanoteknoloji Ürünleri Nelerdir?

Bundan yaklaşık 50 yıl önce teorik olarak bilim insanları tarafından dillendirilmeye başlanan nanoteknoloji, kısa bir süre içerisinde hayatımızın her alanına dâhil olmayı başardı. Yediğimiz yiyeceklerden giydiğimiz giysilere, hastalıkların tedavi edilmesinden kullandığımız cihazlara kadar tüm önemli alanlarda nanoteknolojiye rastlamak mümkün. Bu teknoloji, insanların hayatına her geçen gün farklı şekillerde yarar sağlar. İşte bu teknoloji ile hayatımıza giren ürünlerin başlıcaları:

• Biyo-sentezleme ile yapılan ecza malzemeleri
• Buhardan etkilenmeyen ürünler
• Çizilmeye karşı dayanıklı ürünler
• Çok küçük boyutlu elektrik devre elemanları
• Çok küçük ölçekli modellemeler
• Çok küçük ve çok hızlı çalışabilen bilgisayar parçaları
• Özellikle askeri kamuflajlarda kullanılan dayanıklı kumaşlar ve ipler
• Derinlemesine nüfuz eden kozmetik ürünleri
• Sinir hücrelerinde meydana gelen hasarların tedavisi için kullanılan cihazlar
• Kendini temizleme özelliği bulunan ayakkabı, gömlek gibi ürünler
• Likit kristal ekranlar (LCD) gibi görüntüleme cihazları 
• Tablet, bilgisayar, telefon ekranları, kamera lensleri gibi teknolojik ürünler
• Ultraviyole korumalı gözlükler

İnsan yaşamına olan olumlu etkilerini hâlihazırda gözlemleyebildiğimiz bu teknoloji, şimdilik teoride olan projelerin gelecekte uygulanabilir hâle gelmesini de sağlayacaktır. Teknolojinin her alanında olduğu gibi nanoteknolojik gelişmeler de hızlı bir şekilde ilerlemektedir. Yakın zamanda hayatımıza dâhil olmasına rağmen her alanda etkileri bulunan nanoteknoloji ile üretilen pek çok ürüne Avansas güvencesi ile sahip olabilirsiniz. Geleceği şekillendiren bu teknolojinin faydalarından pratik bir şekilde yararlanarak gündelik hayatınızı çok daha kolay hâle getirebilirsiniz. Teknoloji kategorisinden yer alan ürünler arasından ihtiyaçlarınıza göre seçimler yaparak günlük işlerinizi daha verimli şekilde gerçekleştirebilirsiniz.

Nanoteknolojinin Hayatımıza Etkileri Nelerdir?

Nanoteknoloji günümüz dünyasında yadsınamaz bir öneme sahiptir. İster çalışma hayatında ister tatilde güneşlenirken olsun, bu teknolojiyi içeren ürünler sürekli etrafımızdadır. Bu da aslında gelecekte nanoteknolojinin daha yoğun bir şekilde hayatımıza dâhil olacağının göstergesidir.

Klasik işlemciler ile yıllarca çözülemeyecek olan matematik problemlerinin bir çırpıda çözülmesine olanak veren kuantum bilgisayarları, günümüzde hâlâ işleyişini tam olarak anlayamadığımız nano teknolojik ürünlerdendir. Sayısız işlemin saniyeler içerisinde yapılmasına olanak veren bu bilgisayarlar, uzay teknolojileri alanında matematiksel verilerin hesaplanması için oldukça önemlidir.

Modern anlamdaki ilk bilgisayar donanımı ortalama bir oda büyüklüğündeydi. Buna rağmen işlem gücü oldukça düşüktü. Nanoteknolojinin kullanılabilir olması bilgisayar donanım parçalarının daha küçük ölçekler ile imal edilmesi sağlar. Bu da PC olarak isimlendirilen kişisel bilgisayarların ulaşabilir hâle gelmesindeki en önemli etkendir. Ayrıca nanoteknoloji bilgisayar işlemcilerinin daha verimli çalışmasına da katkı sağlar.  

Nanoteknoloji ile üretilen giysilerin yakın gelecekte gündelik hayatın bir parçası hâline gelmesi mümkün. Günümüzde ise bu teknoloji ile suya ve ateşe dayanıklı kumaşlar üretilir. Farklı kullanım alanlarına sahip olan bu kumaşların yaygınlaşması ile daha uygun maliyetlerin söz konusu olacağı da aşikârdır.

Nanoteknoloji, sağlık alanında hastalık teşhisinin kolaylaştırılmasını sağlar. Nanoteknoloji sayesinde üretilen biyoçipler vücuda yerleştirilerek hastalıklar detaylı şekilde gözlemlenebilir. Bu sayede hastalıklar döndürülemeyecek safhaya gelmeden tedavi edilebilir. Nanoteknoloji hastalıkların önlenmesi, tespiti ve tedavisi alanlarında insan hayatına çok büyük katkılar sağlar.

Özellikle ulaşım sistemlerinde yoğun bir şekilde kullanılan sensör teknolojisi de yine nanoteknoloji sayesinde günümüzdeki hâlini almıştır. Otonom araçlar bu teknolojinin insan hayatındaki etkisine dair önemli bir örnektir. İnsansız araçların kullanımı giderek yaygınlaşırken yeni teknolojik gelişmeler ile çok daha farklı atılımlara şahit olmak mümkündür. 

Hayatımızın her alanında olduğu gibi ülkelerin savunma sistemlerinde de nanoteknoloji büyük bir role sahiptir. Nanoteknoloji ile üretilen otonom hava araçları ve kamuflaj malzemeleri gibi çeşitli ürünler askeri gelişmelere katkı sağlar. Çoğunluğu proje aşamasında olan bu ürünlerin yakın gelecekte daha yaygın olarak kullanılacağı öngörülmektedir. 

Hayatın her alanına bir şekilde dâhil olmayı başaran nanoteknoloji, temelde insan yaşantısını kolaylaştırmayı hedefler. Günlük işlerin daha verimli yapılmasından insanın yaşam süresinin uzatılmasına kadar pek çok alanda bu teknolojinin gücünden faydalanırız. Nanoteknoloji ile hayatımıza dâhil olan ve gündelik yaşantımızın ayrılmaz birer parçası hâline gelen pek çok ürüne Avansas aracılığı ile ulaşabilirsiniz. 

Nanobilim ve nanoteknoloji fikri ve konsepti, nanoteknoloji teriminin ortaya çıkmasından çok zaman önce, 1959 yılında Kaliforniya Teknoloji Enstitüsü’nde (CalTech) düzenlenen Amerikan Fizik Topluluğu toplantısında “Aşağıda Daha Çok Yer Var” (“There’s Plenty of Room at the Bottom”) başlıklı konuşmasında, fizikçi Richard Feynman tarafından gündeme getirildi. Feynman konuşmasında, bilim insanlarının her bir atom ve molekülü ayrı ayrı kontrol edebilecek bir sürecin varlığından söz etti. Bu başlangıçtan yaklaşık on yıl sonra, Profesör Norio Taniguchi, ultra hassas işlemler alanında yaptığı buluşların ardından nanoteknoloji terimini dünyaya kazandırdı. Nanoteknoloji 1981 yılında, taramalı tünel mikroskobu sayesinde her bir atomun görülebilmesi ile temel kazandı.

1 santimetre, 64 milyon 516 bin nanometreye eşittir.  Bir yaprak kağıdın kalınlığı yaklaşık 100 bin nanometredir.  Karşılaştırmak istersek; bir bilyenin bir nanometre çapında olduğu varsayılırsa, bir metre dünya kadar boyutta olacaktır.   Nanobilim ve nanoteknoloji, atom ve molekülleri görme ve kontrol etme becerisine sahiptir.  Yediğimiz yemekler, giydiğimiz kıyafetler, yaşadığımız binalar, evler ve hatta vücudumuz da dahil olmak üzere, dünya üzerindeki her şey atomlardan oluşmaktadır. Fakat atom gibi fazlasıyla küçük bir yapıyı çıplak gözle görmek imkansızdır. Dahası, bu parçacıkların ortalama bir okul laboratuvarında kullanılan mikroskoplarla da görülmesi olanaksızdır. Nano boyuttaki cisimleri görebilmemize imkan veren mikroskop, nispeten yeni bir keşif sayılabilir ve yaklaşık 30 yıl önce icat edilmiştir.

Bilim insanları Taramalı Tünel Mikroskobu (STM) ve Atomik Güç mikroskobu (AFM) gibi gerekli araçlara sahip olduktan sonra, nanoteknoloji çağı başlamış oldu. Günümüz bilim insanları ve mühendisleri, bu maddeleri nano ölçekte değerlendirerek onlardan en yüksek faydayı sağlamanın yollarını bulmayı başardı. Bu süreçte maddelerin güçlerini, dayanıklılıklarını, ağırlıklarını, ışık spektrumlarını artırıp daha büyük hallerine nazaran kimyasal tepkimelere daha hızlı girmelerini sağlamayı başardılar.

Tüm bu bahsettiğimiz teknoloji ve gelişmeler oldukça ilgi çekici ve etkileyici fakat ne işe yaradıklarını anlamak için biraz daha derinden incelemek gerekiyor. Gündelik hayatlarımız temelde metrelik ölçekte ve bu hayatı binlerce kat küçülterek yaşamayı tahayyül etmek neredeyse imkansız. Nano ölçekteki dünyada, AIDS, dünya üzerindeki açlık ve yoksulluk ya da küresel iklim değişikliği anlamını yitiren problemler haline geliyor. Öte yandan, atomların, moleküllerin, protein ve hücrelerin hüküm sürdüğü nano ölçekteki dünyada, bilim ve teknoloji tamamen farklı bir anlam kazanıyor.

Nano ölçekte bakıldığında, dünyamızda sorunlara neden olan şeylerin aslında atom ve moleküllerden meydana geldiği görülebiliyor. Televizyonlarda sıklıkla yapılan, dünyanın uzaydan görünümü ile başlayıp hızla ve gittikçe büyüyen bir ölçekte yaklaşması ve sonunda birinin evinin arka bahçesini görmeniz gibi düşünün. Dünyaya bakarken yerin yeşil olduğunu görürsünüz çünkü geneli yeşil çimle kaplıdır. Daha da yaklaştığınızda bu çimin üzerindeki kloroplast, bitkinin içerisindeki güneş ışığını enerjiye çeviren yeşil kapsülleri görürsünüz. Daha da yaklaşmaya devam ederseniz de, kloroplastın içerisinde öbek öbek duran ve karbon, hidrojen ve oksijenden meydana gelen moleküller karşınıza çıkar. Bu noktada nano ölçek ile nanobilim uygulamaları gerçek olabilir. Nanobilim, çevremizde tanık olduklarımızın neden olduğunu anlamamız için, olabilecek en küçük ölçekte incelememize izin verir. Nanobilimi anlamaya başladığımızda ise nanoteknoloji için kolları sıvayabiliriz. Nanoteknolojiyi kullanarak yaşadığımız sorunlara çözüm yolları bulabiliriz. Teknoloji yani uygulamalı bilimleri de, her şeyi sadece anlamak için inceleyen bilimden ayıran en önemli özellik de bu çözüm odağıdır.

Nanoteknoloji ile ilgili oldukça ilgi çekici bazı detaylar bulunuyor. Birçok madde atom ve molekül boyutlarından normalden farklı davranışlar sergiliyor. Örneğin nano ölçekte bakır transparan özellik kazanırken, normalde etkileşime girmeyen altın, nano ölçekte kimyasal tepkimeye yatkın hale geliyor. Karbon, grafit formunda yumuşak bir malzeme iken, nanotube denilen nano ölçekte sıkışık bir şekilde hizalandığında oldukça sert bir malzeme haline geliyor. Farklı bir şekilde özetlemek gerekirse, maddeler nano ölçekte farklı fiziksel özelliklere kavuşuyorlar. Nano ölçekte atom ve moleküller daha rahat hareket edebildiği için, bu maddelerin kimyasal özelliklerinin değişmesi de mümkün oluyor. Nano parçacıkların diğer nano parçacıklarda temas yüzeyi de fazla olduğundan, kimyasal tepkimeleri hızlandırmaya yarayan katalistler olarak da iyi bir iş görebiliyorlar.

Bahsettiğimiz bu farklılıkların meydana gelmesindeki bir neden de, nano ölçekte farklı faktörlerin önemli hale geliyor olması. Gündelik hayatta yer çekimi karşımıza çıkan en önemli güçtür ve çevremizdeki her şeyi bizimle birlikte etkiler. Yer çekiminin, saçlarımızın aşağı doğru sarkmasından, iklimlerin oluşumuna kadar hemen her şey üzerinde etkisi vardır. Fakat nano ölçekte yer çekimi, atom ve moleküller arasındaki elektromanyetik çekim gücünden çok daha önemsiz hale gelir. Termal titreme (atom ve moleküllerin hareket ile ısı depolaması) de bir o kadar önemli hale gelir. Özetle, nano ölçekte bilimin kuralları tamamen farklıdır.

Ortalama bir insan parmağı milyonlarca nano metre uzunluğunda olduğundan, çıplak elle atomları tutmaya ve taşımaya çalışmanın bir anlamı yoktur. Bu kilometrelerce uzunlukta bir çatalla yemek yemeye çalışmak gibi bir iş olur. Neyseki, bilim insanları şaşırtıcı bir icat olan elektron mikroskobunu geliştirmeyi başardı. Bu mikroskop sayesinde nano ölçekteci cisimleri görebiliyor ve manipüle edebiliyoruz. Bu elektron mikroskoplarına Atomik Güç Mikroskopları (atomic force microscopes (AFMs)), tarama probu mikroskopları (scanning probe microscopes (SPMs)) ve taramalı tünel mikroskopları (scanning tunneling microscopes (STMs)) adı veriliyor.

Elektron mikroskobunun temel çalışma prensibi, ışık huzmesi göndererek görülmesi mümkün olmayacak kadar küçük parçaları görmek için elektron hüzmeleri göndermektir. Nanoskopik mikroskop ise daha da küçük maddeleri görmek için elektronik ve quantum etkilerini kullanır. Bu tür mikroskopların ucunda küçük bir de probe bulunur. Bu probe sayesinde Lego tuğlaları gibi atomlar ile oynanabilir ve istenilen şekilde hizalanabilir. 1989 yılında, IBM’de görev yapan araştırmacı Don Eigler, bu tür bir mikroskop kullanarak atomları I-B-M yazacak şekilde dizmeyi başardı. Başka bilim insanları da, aynı yöntemi nano ölçekte gitar, kitap ve benzeri şeylerin resimlerini oluşturacak şekilde dizmeyi başardı. Bu uğraşlar aslen insanları nanoteknolojinin gücü ile etkilemeyi amaçlayan boş uğraşlar olarak görülebilir. Öte yandan bu çalışmalar dışında da birçok faydalı girişim tarihe geçmeyi başardı.

Nano teknolojinin faydalarının çoğunu gelecekte göreceğiz fakat şimdiden bazı alanlarda yardımımıza koşmaya başladı bile.Muhtemelen içerisindeki teknoloji kelimesi nedeni ile nanoteknoloji denilince aklımıza yeni ve yabancı bir şey gelse de, hayatın kendisi bu kavrama örnek olarak gösterilebilir. Zira proteinler, bakteriler, virüsler ve hücreler nano ölçekte faaliyet gösteren varlıklardır.

Hali hazırda nano teknolojiyi kullanıyor olabilirsiniz. Belki nanoteknolojiye sahip pantolon ya da ayakkabı giyiyorsunuz, belki gece nano teknoloji ile üretilen çarşaflarda yatıyorsunuz, belki de seyahatlerinizde nano teknolojili valiz ile yolculuk ediyorsunuz. Tüm bu ürünlerin kumaşları nano ölçekte kaplanıyor. Üst katmandaki bu minik katman sayesinde kir altlara geçemiyor ve alttaki katmanlar temiz kalıyor. Bazı güneş kremleri de nano teknolojiyi aynı mantıkla kullanıyor. Bu ürünler cildinizin üzerinde nano ölçekte titanyum dioksit ve çinko oksit katmanı oluşturarak güneşin zararlı ışınlarını engelliyor.Nano kaplamalar, arabaların tamponlarını korumak, paslanma önleyici boyalar üretmek ve benzeri şeyler için de kullanılıyor.

Karbon nanotubeler nano materyaller arasında en dikkat çekenleridir. Bu çubuk şeklindeki karbon molekülleri, yaklaşık bir nanometre genişliğide. İçleri boş olsa da, bu çubukların yüksek yoğunluktaki yapısı, onları oldukça sert bir hale getirdiği gibi, hemen her şeyin içerisinde de kullanılabilir olmasına izin veriyor. Yakın zaman önce NASA’da görev yapan bilim insanları, dünya yüzeyinden uzaya yapılabilecek bir asansör sisteminde bu karbon nanotubelerin kullanılabileceğini belirtti. İnsanlar ve gerekli malzemeler bu karbon nanotube asansör sayesinde yavaşça uzaya çıkarılıp indirilebilir. Üstelik bu sayede uzaya roket fırlatmak için harcanan para ve zamandan da tasarruf edilebilir.

Nano teknolojinin hemen herkes tarafından kullanılan bir uygulama alanı da mikro elektroniktir. Bu tanımdaki “mikro” kelimesi, bilgisayarlar tarafından kullanılan mikroskopik ölçekteki çipleri temsil eder. 1970’li yıllarda hayatımıza giren mikroçip kavramı, daha sonraları mühendisler tarafından geliştirilerek kartlar üzerine daha fazla transistör yerleştirilebilmesine ve bu sayede daha küçük, daha hızlı ve daha ucuz bilgisayar yaratılmasına imkan sağladı. Moore Kanunu adı ile anılan bilişimdeki bu sabit ilerleme, nano teknoloji sayesinde, gelecekte de devam edebilecek. 21. yüzyılın başlarındaki transistörler yaklaşık 100 ile 200 nanometre ebatlarındayken, yapılan uç deneyler ile boyutlar çok daha küçük bir hal almaya başladı. 1998 yılında ise, bilim insanları sadece bir karbon nanotube ile transistör yapmayı başardı. Nano teknoloji sadece bilgisayarların içerisindeki çiplerde kullanılmıyor. iPod’lardan akıllı telefonlara, dizüstü bilgisayarlardan televizyonlara, görüntü aktaran hemen her cihaz “Organik Işık Emici Diyot” yani OLEDs teknolojisine geçiş yapıyor. Bu OLEDs teknolojisi de nano ölçekte ince plastik tabakaların oluşturulması ile ortaya çıkıyor.

Nano teknolojinin en heyecan verici olasılıklarından birisi de, tek bir atomdan yola çıkarak dişli, anahtar, pompa ya da motor olmak üzere oldukça küçük makineler yaratabilme fırsatı. Bu nano makineler sayesinde bir gün nano robotlar ya da daha fazla kullanılan adlarıyla nanobotlar yaratılması ihtimali bulunuyor. Bu nanobotlar, vücudumuza enjekte edilebilecek kadar küçük ve hasarlı dokuları onarabilecek beceride olabilir.

Dahası, bu nanobotlar, kullanılmayan nükleer santrallerin temizliği gibi amaçlarla tehlikeli ve zararlı bölgelere gönderilebilir. Hemen her konuda olduğu gibi, burada da insan doğayı taklit ediyor. Bilim insanları doğada görev yapan sayısız nano makineyi çoktan keşfetti. Örneğin E.coli adı verilen yaygın bir bakteri türü, yiyeceğe yaklaşmak için kullandığı ve kamçı görevi gören nanoteknoloji ürünü bir uzantıya sahip. Nano makineler üretmek aynı zamanda moleküler üretim ve moleküler nanoteknoloji adları ile de anılmaktadır.

Makineler, hareketli parçaları, dişlileri ve diğer mekanizmaları olan, bizim için faydalı işler yapabilen aletlerdir. Peki ya bu hareketli parçaları molekül boyutlarında yapmak nasıl mümkün olabilir? Bu aynı bir saati milyonlarca kat küçük bir şekilde yapmaya benzer. Bahsi geçen boyutlara ulaşmanın bir yolu var. Bazı moleküller düzenli ve simetrik şekillerde olduğundan, pozitif ya da negatif herhangi bir yük taşımazlar. Diğer türde moleküller ise bir parça daha az simetrik olduğundan, bir uçları pozitif diğer uçları da negatif yüke sahiptir. Bu tür moleküllere polar molekül denir ve en bilindik örneği sudur. Su birçok şeye bağlanarak onları temizler, çünkü bir ucu pozitif diğer ucu ise negatif olarak yüklüdür. Bu mantığı, nano makineler inşa etmek için kullanmak da mümkündür.

Bir ucunda pozitif yük olan atom halkalarından oluşmuş bir molekül üzerinde çalışıldığını düşünün. Şimdi de bu molekülün, iki ucunda da negatif yük bulunan bir çubuğa maruz bırakıldığını hayal edin. Pozitif yüklü halka negatif yüklü taraflardan biri tarafından çekilerek hareket ettirilebilir. Daha sonra biraz enerji verilerek bu pozitif yük tekrar diğer negatif yüklü tarafa hareket ettirilebilir. Bu yöntemle pozitif halka ileri geri ya da yukarı aşağı hareket ettirilebilir. Bu fikri genişleterek daha komplike makineler üretilebilir ve ileri geri, yukarı aşağı hareketlerin yanında dairesel ve elektrik motorlarından yapılana benzer hareketler elde edilebilir.

Dünyanın her yerindeki mühendisler, nanoteknoloji için heyecan içerisindeler. Amerika Birleşik Devletleri’nin önde gelen araştırma enstitülerinden Los Alamos National Laboratory bu konuda şu açıklamayı yaptı: “ Yeni nanoteknoloji konsepti öylesine geniş bir alana yayılmış halde ki,teknoloji ve bilimin hemen her alanını, öngörülemez bir şekilde etkileyecek gibi görünüyor. Nanoteknolojinin toplum üzerindeki toplam etkisi ise, bu yüzyılda keşfedilen silikon devreler, tıbbi görüntüleme, bilgisayar destekli mühendislik ve insan yapımı polimerlerin ortaya çıkardığından daha fazla olacaktır.” Bu açıklama oldukça dikkat çekici zira, 21. yüzyılın nanoteknolojisi, geçen yüzyılda ortaya çıkan tüm önemli teknolojik gelişmelerden daha önemli bir noktada konumlandırılıyor.

Nanoteknoloji yepyeni ufuklar açan bir dünya gibi görünse de, çözüme ulaştırılması gereken birçok endişe de bulunuyor. Bazıları, nano ölçekteki organizmaların ya da makinelerin insanların hayatını ya da doğal yaşamı olumsuz etkileyebileceği endişelerini dile getiriyor. Öncelikle bu küçük parçacıklar, insan sağlığı için zehirli olabilir. Kimse bu yeni nano parçacıkların ve nanomateryallerin zararlı etkilerini tam olarak bilmiyor. Kimyasal tarım ilaçları kullanılmaya başlandığı dönem olan 20. yüzyıl başlarında, bu ilaçların da sağlığa zararlı olduğu bilinmiyordu. Ancak 1960’lı ve 70’li yıllara gelindiğinde gerçek ortaya çıkmıştı. Aynı durum nanoteknolojide de yaşanabilir mi sorusu bu nedenle akıllarda yerini koruyor.

Bilimin baş döndürücü hızla ilerlemesiyle bakteriler gibi prokaryot canlıların da virüs istilacılardan korunmak için geliştirdiği bir savunma mekanizması olduğunu öğrendik. Bu mekanizma ile bakteriler kendi hücreleri içine giren istilacıların genetik materyali olan DNA’sını parçalayarak onları etkisizleştirir ve kendini korur. 20 yıl öncesine kadar bakterilerin bağışıklık sistemi olarak sadece yabancı DNA’yı restriksiyon (kesme) enzimleri ile parçaladığını biliyorduk. Parçalıyor ama bundan bir ders çıkarıp öğrenmediğini düşünüyorduk. Hâlbuki günümüz çalışmaları göstermiştir ki, bakterilerin de öğrenebilen bir bağışıklık sistemi mevcut. Bu sistemin ismi CRISPR-Cas mekanizmasıdır. Bu sistemin arkelerin yüzde 84’ü, bakterilerin de yüzde 45’inde bulunduğu bilinmektedir. İşte bu bilim insanlarına dâhiyane bir yol göstermiştir.

CRISPR-Cas Sistemi Nedir?

CRISPR (Clustered Regularly İnterspaced Short Palindromic Repeats) yani düzenli aralıklarla bölünmüş kısa palindromik tekrar kümeleri adı veriliyor. Tekrarlayan DNA bölgeleri, öğrenilmiş bir bağışıklık sistemini oluşturuyor. Tekrarlayan DNA dizilerine komşu ilaveten Cas (CRISPR associated) genleri olduğu belirlenmiştir. Cas geninden üretilen Cas proteinlerinin nükleaz ve helikaz gen ailelerine benzediğinin anlaşılması üzerine, bu sistemin bakterilerin RNA aracılı savunma sistemi olduğu hipotezi kurulmuş. Bu hipotez 2007’de Barrangou ve arkadaşlarıyla CRISPR DNA dizilerinin ve ilişkili Cas protein enzimlerinin virüs enfeksiyonuna karşı müdahale silahı olarak bakterilerce kullanıldığını göstermiştir.

CRISPR’ın Temel İlkeleri

CRISPR bölgelerinin en belirgin özelliği içerdikleri tekrarlayan DNA dizileri olmasıdır ve bu diziler palindromiktir. Yani bakteri bu genetik materyali her iki taraftan okuduğunda aynı çıktı elde ediliyor. Tekrarlayıcı dizilerin arasında spacer denilen aralayıcı DNA bölgeleri vardır. Bu bölgeler hafıza bölgeleridir. Önceden gelmiş istilacı bir virüsün genetik kalıntılarının depolandığı, tekrar hatırlanmak için kullanılacak dizileridir. Eğer aynı virüs tekrar bakteriye saldırıda bulunursa bu “spacer” denilen hafıza bölümü o virüsü tanıyacak ve hızla genetik materyalini hemen yok ettirecektir ya da önceden alışık olmadığı bir virüs saldırdığında onun bir parçasını kendi CRISPR bölgesine yerleştirerek öğrenecek ve yeni bir saldırıya hazırlığını yapmış olacaktır. İşte bu ilke bakterilere ve/veya arkelere kazanılmış bağışıklık özelliği kazandırıyor.

Parçalama işlevini de Cas dediğimiz protein yapısı hallediyor çünkü bu proteinlerin helikaz ve nükleaz özelliği var. Helikaz özelliği ile önce virüsün çift iplikli DNA’sını açıyor, sonra nükleaz ile bir makas gibi keserek virüsü işlevsiz hale getiriyor. Bu muhteşem sistem bilim insanlarına bir ışık olmuştur ve süreç başlamıştır. Böylece insanoğlu bunun benzeri bir sistem kurarak kendi genomuna müdahale edebilecektir. Böylece kendisini var eden genomunu düzenleyebilecektir.

CRISPR Nasıl Çalışıyor?

CRISPR-CAS9 genom düzenleme sistemi viral ya da viral olmayan vektörler kullanılarak hücre çekirdeğine gönderilir. Viral vektörlerle taşınan bu sistem daha etkin yol olarak gözükmektedir ancak bunun da dezavantajları var. Sistem bu vektörler içine yüklenir. Vektör hücreye girer ve mutasyonlu bozuk gen bölgesini hedef alan rehber RNA segmenti ile cas9 protein kompleksi gönderilir. Rehber RNA o mutasyonlu gen bölgesini bulur ve tutunur. Beraberindeki makas gibi işlev gören Cas9 proteini de hasarlı genin iki zincirini saniyeler içinde keser. Yani birisi o bölgeyi tanır diğeri de keser. Kesilen o boş kısımdaki gen, hücre tamir mekanizmaları ile düzeltilir. Bu yönteme artık moleküler cerrahi deniliyor. Bu da tıpta çığır açan hücresel düzeyde bir ameliyattır.

CRISPR’ın Tıp Biliminde Kullanımı

Bilim insanları bu yöntemle tıp dünyasında özellikle kalıtsal tek gen hastalıkları üzerinde çalışıyor. Bu hastalıklara örnek verecek olursak, spinal muskuler atrofi (SMA), duchenne muskuler distrofisi, kistik fibrozis, fenilketonüri, hemofili A, hemofili B, orak hücreli anemi, beta talasemi gibi hastalıkların bozuk genlerini keserek yerine doğru genetik materyalin konularak normal sağlıklı insandaki gibi üretim yapması hedefleniyor. Yani bozuk gen bölgesi CRISPR yöntemiyle kesilecek yerine doğrusu yerleşecek. Temelde hedeflenen mekanizma budur.

Bakteri nasıl yabancı virüsün DNA’sına müdahale ediyorsa bilim insanları da insanların bozuk genlerine müdahale ederek hastalıklara çare bulmanın peşindedir. Bakterilerden öğrendiğimiz bu modeli biz de hastalıklar üzerinde kullanmayı düşünüyoruz.

İleride Kansere Çare Olabilir mi?

CRISPR moleküler cerrahisi, hematolojik kanserler bilhassa lösemiler üzerine de çalışmaları başlatmıştır. Genetik materyali kırılarak kanser olan kişilerde o hasarlanan DNA bölgesi hedeflenerek bu yöntemle düzeltilebilir. Tümör baskılayıcı genlerdeki mutasyonları düzelterek belki de kanseri tedavi edeceğiz. Ayrıca ilaca direnç gelişen hastalara da bir çıkar yol olarak hekimlerimize tedavide ileride belki daha yardımcı olabilir.

Sonuçta insanın genomuna müdahale ediliyor ve değiştiriliyor. Verilen rehber RNA segmentinin istenmedik gene tutunması ve kesilmesi başka hastalıklara yol açabilme ihtimali dâhilindedir. Tam olarak hedeflenen genin kesilmesi konusunda çalışmalar sürmektedir. İşin tıbbi etik, deontolojik boyutu dikkat edilmesi gereken bir diğer husustur. Şu bir gerçektir ki, bilime yatırım yaptıkça bilgi seviyelerimiz arttıkça yeni yollar ve yeni yöntemler mutlaka gelişecektir.

Bartu Yiğit Çalık

CRISPR-Cas9 Tekniğiyle Yapılan 7 Muhteşem Şey

Vücudunuzda sizi rahatsız bir rahatsızlık varsa veya bir özelliğinizin çocuğunuza geçmenizden korkuyorsanız CRISPR-Cas9 tekniğini mutlaka öğrenmelisiniz. Bu yöntemle bilim insanları genom seviyesinde DNA’yı çok rahatlıkla değiştirebiliyor ve düzenleyebiliyorlar. Hastalıkların, rahatsızlıkların ve diğer her şeyin temelinde DNA yatıyor. Eğer DNA’yı değiştirirsek her şeyi değiştirebilir, hastalıkları daha ortaya çıkmadan tedavi edebiliriz.

İleri Okuma: Kalp Hastalıkları Embriyo Halindeyken Tedavi Ediliyor

CRISPR-Cas9 tekniği 2011 yılında geliştirildi. Bir protein ve kılavuz RNA’dan oluşan bu yöntemde bilim insanları istedikleri DNA bölgesini kesebiliyor. DNA’nızın bir yerinde mutasyon olduğunu ve bu yüzden kalıtsal bir hastalığa sahip olduğunuzu varsayalım. CRISPR-Cas9 tekniğiyle araştırmacılar mutasyona uğramış bölgeyi kesip yerine sağlıklı DNA parçasını yerleştirerek sizi hastalıktan arındırabilir. Kulağa çok hoş geliyor. Önümüzdeki yıllarda bütün hastalıklar bu şekilde tedavi edilmeye başlanacak. 

1) Kanser Tedavisi

DNA’mızdaki mutasyonların yol açtığı en ölümcül hastalıklardan birisi kanserdir. Araştırmacılar bir süredir CRISPR-Cas9 tekniğiyle kanserin yavaşlatılabileceğini hatta durdurabileceğini söylüyordu. Çin’de 2016 yılında bir ekip kanser hastalarına CRISPR-Cas9 ile değiştirilmiş hücreler nakletti ve yapılan çalışmalar neticesinde çok olumlu sonuçlar elde etti.

Çoğu yayın organı Amerika’daki gelişmeleri takip ederken Çin’de yasal düzenlemelerin daha gevşek olması araştırmacıların da önünü açtı. Sichuan Üniversitesi’nde çalışan Dr. Lu You ve ekibi bir akciğer kanseri hastasının kendi kanından aldığı bağışıklık hücreleri üstünde genetik oynamalar yaptı. Kanserli hücreler normalde bağışıklık hücrelerinin PD-1 proteinini etkisi hâle getirerek sürekli çoğalabiliyordu. Araştırmacılar PD-1 proteini olmayan bağışıklık hücreleri oluşturarak kanserli hücrelerin üstüne saldı. Ekip bu tür projelerle kanseri yenmeyi hedefliyor.

2) CRISPR-Cas9 İle HIV’i Yok Etmek

AIDS hastalığına neden olan HIV’i yok etmek için bilim insanları uzun süredir çalışıyor. Bu virüs bağışıklık sistemi hücrelerine saldırmakla kalmıyor aynı zamanda çok etkili bir şekilde mutasyona da uğruyor. HIV vücutta ilk konak hücresine girip çoğalmaya başladığında artık çok fazla sayıda HIV soyu oluşmuş oluyor. Hangi birini yok edeceksiniz. Dünya Sağlık Örgütü’ne (WHO) göre ilaç direnci HIV’de en büyük sorunlardan birini oluşturuyor.

İleri Okuma: AIDS (Edinilmiş Bağışıklık Eksikliği Sendromu)

Amerika’da Temple ve Pittsburgh Üniversiteleri’nde çalışan araştırmacılar CRISPR-Cas9 ile HIV’in çoğalabilme özelliğini durdurdular. 3 farklı hayvan modelinde yürütülen deneylerin tümünde HIV konak hücresinden koparıldı ve bölünme yeteneği elinden alındı. Molecular Therapy dergisinde yayınlanan araştırma HIV’in CRISPR-Cas9 ile nasıl etkisiz hâle getirildiğini ilk defa gösteriyor.

3) Huntington Hastalığı

Amerika’da yaklaşık 30,000 kişi kalıtsal olan Huntington hastalığını taşıyor. Bu rahatsızlık beyindeki nöronların zaman içinde bozulmasına ve ölmesine yol açan genetik bir bozukluktur. Hastalarda kişilik değişimleri, ruh hallerinde hızlı değişiklikler, yürüyüş bozuklukları ve geveleyerek konuşma görülüyor. Söz konusu genler olunca araştırmacılar da genleri nasıl düzeltebiliriz sorusuyla işe koyuluyorlar.

Huntington hastalığı insanlarda huntingtin adlı proteinin olması gerekenden daha büyük üretilmesine neden olan mutasyondan kaynaklanıyor. Normalde huntingtin küçük parçalara bölünerek hücrede dolaşması gerekiyor ama mutasyon yüzünden büyük halde kalıyor. Bu da proteinin zaman içinde birikerek toksik etki göstermesine ve hücreleri öldürmesine yol açıyor. 2017 yılının Haziran ayında The Journal of Clinical Investigation‘da yayınlanan bir çalışma farelerin huntingtin geninde yapılan değişikliklerle hastalığın seyrinin değiştirildiğini bildiriyor. Amerika’da Emory Üniversitesi’nde yapılan araştırmalarda ekip, toksik parçalar üreten huntingtin genini CRISPR-Cas9 tekniğiyle onarmayı başardı. Yöntemin başarıyla uygulanmasından sonra nöronlar iyileşmeye başladı ve fareler motor ve denge kontrolünü tekrar kazandılar.

İleri Okuma: CRISPR’la Parkinson Hastalığındaki Proteinler Aydınlatılıyor

4) Duchenne Kas Distrofisi

Distrofin genindeki bir mutasyondan dolayı ortaya çıkan Duchenne kas distrofisi de CRISPR tekniği ile tedavi edilen hastalıklardan birisidir. Bu mutasyon yüzünden kas lifleri için çok gerekli olan distrofin proteinin uygun hali üretilemez. Protein eksikliği de zaman içinde ilerleyen kas dejenerasyonu ve zayıflığa neden olur.

Amerika’da Texas Üniversitesi’nde çalışan araştırmacılar fareler üstünde CRISPR’ın bir versiyonu olan CRISPR-Cpf1’i kullandılar. Bu şekilde hastalığa yol açan mutasyon düzeltildi ve sağlıklı hücreler farelere geri nakledildi. Elde edilen sonuçlar çok umut vericiydi. Farelerin hareket ve nesneleri tutma becerileri gelişmişti.

5) Körlüğü Önlemek

Çocukluk körlüğünün en çok karşılaşılan nedenlerinden biri genetik bir rahatsızlık olan Leber doğuştan körlüğüdür. Yeni doğan her 100,000 bebekten yaklaşık 2-3 tanesini etkileyen bu rahatsızlık görmeyle ilgili en az 14 gende meydana gelen mutasyonlar nedeniyle ortaya çıkıyor. Editas şirketi bu hastalığın kökünü kazımak için CRISPR temelli bir tedavi üzerinde çalışıyor. Şirket araştırmacıları 2017’nin sonuna kadar insan denemelerine başlamak için FDA’dan izin almayı planlıyor.

6) Kronik Ağrı

Kronik ağrı kalıtımsal bir genetik hastalık değil ancak araştırmacılar CRISPR tekniğiyle genleri değiştirerek inflamasyonu azaltmaya çalışıyor. Kronik ağrının ortaya çıkmasında en büyük etkenlerden biri eklemlerde meydana gelen inflamasyondur. Eğer gen düzenlemeleriyle inflamasyonu durdurabilirsek çok rahatsız edici ağrı hissini de sonlandırabiliriz.

7) Lyme Hastalığı

Amerika’da MIT’de çalışan evrimsel biyolog Kevin Esvelt keneyle taşınan bakterilerin neden olduğu Lyme hastalığını tedavi etmek istiyor. Lyme hastalığı tedavi edilmediği takdirde insanlarda eklem ağrılarına, kalp çarpıntılarına, yüz felcine ve başka sorunlara yol açıyor. Normalde yumurtadan yeni çıkmış keneler bir bakteri taşımadıklarından tehlike oluşturmuyor. Ancak genç keneler beyaz ayaklı farelerin üstünde yaşayıp onlardan beslenirken bakteri kapıyor. Bu bakteriler de insanlara bulaştığında Lyme hastalığına neden oluyor.

Esvelt beyaz ayaklı farelerin genetiğini değiştirerek hayvanların bakteriye karşı bağışıklık kazanmasını sağlamaya çalışıyor. Bir şekilde CRISPR Cas9 tekniğiyle hayvanların genetiğini değiştirmeli ve yeni doğan fareler Lyme hastalığına yol açacak bakterileri barındırmamalılar. Böylece o farelerde yaşayan keneler de insanlara konduğunda hastalığı bulaştırmayacaklar.

Çağlayan Taybaş

Bilimkurgu filmleri izledikten sonra gördüklerimizin gerçekten yapılmış olma ihtimaliyle heyecana kapılmışızdır. Gezegenler arası yolculuk yapan ve zor şartlarda yaşamaya adapte olmuş yarı insan yarı robotik canlılar, kendini yenileyebilen organ ve uzuvlara sahip, genetik yapı olarak kusursuz ve güçlü nesiller ya da geleceğe hâkim olacak alfa kuşak desek yanlış tanımlamış olmayız. Düşüncesi bile muhteşem değil mi? Gelin bu yazımda bahsedilen düşüncelerden ilham alınarak ortaya çıkmış çalışmalardan birini yakından inceleyelim.

Çağımızın Mücevheri DNA!

2000’li yıllardan sonra insanoğlunun uçan arabalar kullanacağı hatta galaksiler arası yolculuğu bu araçlar ile sağlayacağı düşünülürdü. Bu tabi ki mümkün olabilir fakat James D. Watson ve Francis Crick daha muhteşem bir şey buldu: DNA! Hayatımızın başlangıcından itibaren tek tek şifrelenmiş ve nesilden nesle aktarılmış bir fısıltı. Artık bu bilgiyi kullanarak sonsuz bilgi veri sistemine erişebiliriz ve sanırım erişmeye başladık bile! 21.yy’da DNA çalışmalarının hız kazanması ile birlikte neredeyse her alanı etkileyecek (tıp, mühendislik, yazılım vb.) yenilikçi çalışmalar oraya koyuldu. Bu çalışmalara öncülük edenlerden biri insan genom projesidir. Bu proje ile amaçlanan genetik hastalıkların tedavi edilmesidir. Gelişen teknolojinin hız kazanmasıyla birlikte genetik çalışmalar umut vadetmeye devam ediyor. Olumlu gelişmeler yaşanırken perde arkasında bazı bilim insanlarının etik olmayacağı konusunda hemfikir olduğu devasa çalışmaların da başlangıcı oldu.

Biohacking Nedir?

Öncelikle biohacking hakkında sözlük tadında bir açıklama yapalım. Biohacking, biyoloji bilimi ve teknoloji avantajlarını kullanılarak kendi bedenimiz üzerinde sayısız değişiklikler ve geliştirmeler yapmamıza imkan veren teknolojidir. Taş devrinden nükleer silahlara uzanan bir yolculuğa şahitlik eden insanoğlu, bilimi daha fazla merak etmeye ve artık sahada ben de varım demeye başladı. Kendi imkânları doğrultusunda bazen garajda bazen ise evinin mutfağında ciddi deneyler yapmaya çalışan ve kendilerine biohacker unvanı veren çok sayıda insan bulunmakta. Ciddi deneyler diyorum çünkü evde kendine HIV tedavisi uygulamaya çalışanlar bile var. Gelin bu çalışmalara liderlik eden kişilerden biri olan Josiah Zayner’den biraz bahsedelim.

Josiah Zayner Chicago Üniversitesi’nden biyofizik alanında doktora derecesine sahip NASA’da bir süre etkin çalışmalara dâhil olmuş ve yaptığı bu çalışmaları beklediğinden daha az yenilikçi bulması sebebiyle NASA’dan ayrılan bir bilim insanı. Onun kendini tanımladığı şekliyle o bir biohacker. Gerek akademik camiayı gerek bilim camiasını fazla hiyerarşik bulması sebebiyle The ODİN adını verdiği şirketini kurdu. Şirketi kurmasındaki amaç, genel halkın kendi bakteriyel DNA’sını düzenlemelerini sağlayacak DIY CRISPR (Do It Yourself) kitlerini temin etmelerini sağlamak ve halkı bilimden uzak tutmak yerine onları bilimin aslında kolay ve her yerde uygulanabilir olduğunu göstermek. Zayner her ne kadar bu uygulamaların çok basit ve güvenli olduğunu söylese de bilim insanları gerekli koşulları sağlamayan ortamlarda bu tür çalışmaların gerçekleştirilmesinin etik dışı olacağını şiddetle savunuyor.

CRISPR İle Kas Kütlesini Arttırmak!  

Ayrıca Zayner kendi üzerinde CRISPR yöntemini kullanarak kas kütlesini hiç spor yapmadan geliştirmeyi amaçlıyor .Katıldığı konferans ve yayınlarda dinleyicilerine aslında hiç de korkutucu olmadığını göstermek için kaslarına CRISR kitlerini enjekte ediyor. Büyük spekülasyonlara sebep oluyor fakat birçok kişiyi de etkilemeyi başarıyor. DIY CRISPR kitlerini satın alıp kullanmaya başlayan yüzlerce biohacker kas kütlelerine bu kitleri enjekte edip devasa kaslara sahip olmanın hayalini kuruyor. Basit bir enjeksiyon spor salonlarının yeni korkulu rüyası olacak gibi. Yanlış duymadınız artık spor salonlarında saatlerinizi geçirip bol protein içerikli besinlerle beslenmek yerine kendinize bir dizi CRISPR enjekte ederek dolgun kaslara sahip olabilirsiniz. Zayner aynı kitlerin de satışını yaparak herkesin kendi mutfağında ya da garajında rahatlıkla bu kitleri uygulayabilecekleri dahası biohacker olabilecekleri konusunda destekliyor ve ekliyor ‘’yapılacak olan deneylerden kimsenin zarar göreceğini sanmıyorum. Bilim insanlardan uzakta geliştirilmemeli.’’

Biohacking ile mücadele edilmesine rağmen birileri hala evlerinin garajında genetiği değiştirilmiş canlılar ile çalışıyor olabilir. Bir gün uyandığınızda yan komşunuzun Hulk’a dönüşmüş olma ihtimali hiç de uzak değil gibi görünüyor, ne dersiniz. Doğaya ve canlılara zarar vermeden muhteşem çalışmalara imza atabilme ümidi ile.

Tari Merve Yıldırım

Batı toplumunda fiziksel görünüş kültü hakimdir. Bu nedenle, birçok insan formda kalmak ve heykele benzer bedenlere sahip olmak konusunda takıntılıdır. Ancak, az sayıda insan beynine egzersiz yaptırma konusunda endişe duyar. Pardon, ne? Bu, beyninizi formda tutmanın bir yolu olduğu anlamına mı geliyor? Evet, böyle bir şey var! Bir beyin egzersizi türü olan Nörobik hakkında daha fazla bilgi edinmek için okumaya devam edin. Vücudunuza ve genel görünümünüze dikkat etmek iyi bir şey olsa da, beyninizin bir kas olduğunu ve aynı zamanda egzersiz gerektirdiğini de unutmayın. Bu yalnızca başka bir organ değil, paha biçilmez bir işletim sistemidir. Bu nedenle, formda kalmanın harika bir yolu olan Nörobik egzersizlerini denemelisiniz.

Önerilen egzersizleri özel ihtiyaçlarınıza göre ayarlayabilirsiniz. Bu şekilde zihinsel yetilerinizi yaşınıza göre geliştirebilirsiniz. Her yaştan çocuklar ve yetişkinler için egzersizler vardır.

“Herkes isterse kendi beynini şekillendirebilir.”

– Santiago Ramón y Cajal

Nörobik tam olarak nedir?

Bu, zihinsel performansı artırabilecek bir dizi egzersiz, problem ve zihinsel bulmacadan oluşan zihinsel, beyinsel veya nöronal egzersizdir. Kuzey Carolina, Durham’daki Duke Üniversitesinde nörobiyolog olan Lawrence Katz ve Manning Rubin, bu konsepti ortaya çıkardılar. Bu yazarlar Nörobik’i, kişinin rutin değişiklikler ve uzun süreli optimal zihinsel sağlığı koruyabilen bir dizi egzersiz yoluyla bir grup beyin kasını uyaran bir egzersiz programı olarak nitelendirmektedir.

Katz ve Rubin’e (1999) göre, Nörobik genellikle mantık egzersizlerini, bulmacaları ve izole seansları içeren diğer beyin egzersiz türlerinden çok farklıdır.

Bunun yerine, Nörobik, beynin sahip olduğu çeşitli doğal yolları geliştirmek ve üretmek için tüm duyularınızın kullanılmasını gerektirir. Bu şekilde, farklı bilgi türleri arasında yeni ilişkiler kurarsınız. Kasıtlı olarak yeni çağrışım modelleri oluşturmak, bu tür beyin egzersizlerinin merkezi bir parçasıdır.

Egzersiz formları

Nörobik’te önerilen antrenman serebral hemisferleri, vücut hareketini ve tüm duyuların kullanımını, özellikle miyelini ve öğrenme kolaylığını uyarmak için gözlerin kullanımını içerir.

Bu programın hedefleri şu şekildedir: bir kişinin fiziksel durumunu iyileştirmek, hareketlerinin kalitesini korumak, psikolojik ve bilişsel yeteneklerini güçlendirmek ve vücutlarındaki stres ve gerilimleri ortadan kaldırmak için beyin-beden iletişimine yardımcı olmak.

Birçok egzersiz yapabilirsiniz. Ne kadar yaratıcı olursanız, olasılıklar o kadar geniş olacaktır. İşte bazı fikirler:

• İlerlemenizi takip etmek için zamanlayarak Sudoku bulmacaları çözün.
• Yeni kelimeler öğrenin ve gelecekteki konuşmalarınıza dahil edin
• Kol saatinizi ters çevirin.
• Bir saatteki zamanı aynadan bakarak tanımlayın.
• Evinizde geri geri yürüyün (dikkatlice yapın).
• Baskın olmayan elinizle dişlerinizi fırçalayın veya saçınızı tarayın.
• Baş aşağı resimlere bakın ve ayrıntılarını takdir edin.
• Cep telefonunuzu baskın olmayan elinizle kullanın.
• Gözleriniz kapalıyken giyinin.
• İşinize, evinize veya okulunuza giden rotayı değiştirin.

Kısacası, rutin ve otomatik davranışlarınızı bozan herhangi bir egzersiz, beyninizi çalışmaya teşvik edecektir.

Nörobik’in faydaları nelerdir?

Uzun bir süre, bilim adamları beynin sadece çocukluk döneminde sinirsel bağlantılar oluşturabileceğine inanıyordu. Ancak Katz, beynin farklı yaşlarda yeni yapılar ve bağlantılar oluşturarak gerekli duyusal katkıları tahsis ettiği ve işlediği sonucuna vardı. Bu alıştırmalarla şunları yapabilirsiniz:

• Yeni günlük yaşam aktivitelerini deneyerek beyin seviyesinde yeni bağlantılar (sinapslar) oluşturmak.
• Duyusal ağ yoluyla sinir ağlarının üretimini veya yenilenmesini teşvik etmek.
• Nörotrofinlerin veya nöronların hayatta kalmasını destekleyen spesifik moleküllerin üretimini teşvik etmek.
• Beyin egzersizleri yapmak önemlidir, çünkü tüm beyni ve bedeni kullanmaya ve konsantrasyon, denge, düşünme, hafıza, yaratıcılık, işitme, dikkat, algı ve konsantrasyonu geliştirmeye yardımcı olurlar.

Bu nedenle, “öğrenme becerilerini ve tutumlarını geliştiren ve motor eksikliklerini, davranış problemlerini, sözelliği, yazmayı geliştiren ve hiperaktiviteyi önlemeye ve gidermeye yardımcı olan bir stratejidir” (Orellana, 2010). Nörobik tarafından önerilen egzersizler sayesinde yeni yapılar ve beyin bağlantıları geliştirmek mümkündür. Ayrıca, nörobiyolojik tekniklerin yardımıyla Alzheimer hastalığı, depresyon ve Parkinson gibi çeşitli nörodejeneratif bozuklukların ortaya çıkmasını önleyebilirsiniz.

Yıldızların çoğu, nükleer füzyonla tüm enerjilerini tüketerek yavaşça sönerler. Sonra da %99’u beyaz cüce olarak adlandırılan donuk gök cisimlerine dönüşür. Ama bir yıldız yeteri kadar büyük ve sıcaksa, uygun şartlar altında patlayabilir. Bu patlama süpernova olarak adlandırılır.

Bir yıldız patlamadan önce, elementleri birleştirerek enerji üretir. Şiddetli çekim gücü, oksijen, silikon, fosfor ve kalsiyum oluşmasına neden olur. Kozmik bir çıkmaz sokağa, yani demire ulaşılana dek ağır elementler oluşmaya devam eder. Demirin daha ağır elementlerle birleştirilmesi enerji üretmez, gerektirir. Yıldızın yakacak bir şeyi yoktur, bu nedenle demir çekirdek kendi çekim gücünün kuvvetiyle içe doğru çökmeye devam eder. Çoğu devasa yıldız içe doğru çökerek kara deliğe dönüşür. Ama güneşten beş ile sekiz kat daha büyük olan küçük yıldızlar sadece patlar.

Bir süpernovanın gerçekleşmesi on beş saniyeden daha az zaman alır. Patlama o kadar parlaktır ki, tek bir yıldızın yarattığı süpernova aylarca tüm galaksiyi aydınlatabilir. Hatta cıva, altın ve gümüş gibi daha ağır elementlerin oluşmasına yetecek kadar ısı yayar. Büyük Patlama kuramına göre, süpernovalar sayesinde yeryüzünde yaşam vardır. Bu kuram, oksijenden daha ağır tüm elementlerin geçmişte yaşanmış devasa yıldızların patlamalarıyla oluştuğunu öne sürer.

• 1006 yılında aşırı parlak bir süpernova, Mısır, Irak, İtalya, İsviçre, Çin, Japonya ve muhtemelen Fransa ile Suriye’de gözlemlendi.
• İtalyan astronom Galileo Galilei (1564 – 1642) Aristoteles’in evrenin asla değişmediği yönündeki kuramını çürütmek için 1604’te bir süpernovayı delil olarak kullanmıştır.
• Uranyum gibi radyoaktif elementler süpernovalarla oluşur.

Su, yeryüzündeki en tuhaf, aynı zamanda en yaygın bulunan maddedir. Katı formu, sıvı halinden daha az yoğundur, bu nedenle buz yüzebilir. Yüksek miktarlarda ısıyı, çok fazla değişime uğramadan emebilir ve bu nedenle sahil kentleri ılıman sıcaklıklara sahiptir. Ve yüzeyde toplanmaya eğilimli ince bir molekül tabakasından oluşan bir derisi vardır.

Suyun sıradışı özellikleri, onun şeklinin sonucudur. Bir su molekülü, iki hidrojen atomuyla bir su atomundan oluşur (H2O). Görüntüsü Disney karakteri Mickey Mouse’a benzer: İki hidrojen atomu kulakları ve oksijen atomu da kafayı andırır. Su molekülünde elektronlar eşit bir şekilde dağılmadığı için kulaklar pozitif, kafa ise negatif yüklenir. Karşıtlar birbirini çektiğinden, bir su molekülünün kulakları bir hidrojen bağlantısı oluşturarak diğer bir su molekülünün çenesine doğru çekilir. Buz içinde su molekülleri, dört yüzlü bir piramit olan tetrahedron’u oluşturmak üzere kararlı şekilde birbirlerine bağlanırlar. Ama sıvıyken, su moleküllerinin yapısı daha gevşektir. Hidrojen bağları devamlı olarak birbirinden ayrılır ve tekrar bir araya gelirler. Aslında ortalama hidrojen bağı, sadece saniyenin küçük bir kısmı kadar dayanır.

Bir su bardağının ortasında, herhangi bir verili molekül tüm yönlere eşit bir şekilde çekilir, böylece net bir etki görülmez. Ama yüzeyde su moleküllerini yukarıya doğru çeken bir kuvvet yoktur. Suyun yüzey gerilimini yaratan şey, moleküllerin daha çok yanlara ve aşağıya çekilmesidir. Yüzey gerilimi, bir bardağı ağzına kadar doldurmamızı mümkün kılar. Su damlacıklarının oluşmasına ve kabarcıklar yayılmasına izin verir.

Sıvının yoğunluğu arttıkça yüzey gerilimi artar. Örneğin, suya tuz eklendiğinde tuz moleküllerinin suyun içinde yayılması, yani yoğunluğunun artması su molekülleri arasındaki kuvveti arttıracağından suyun yüzey gerilimi artar.

• Yayvan ayaklı ve hafif böceklerden olan su örümcekleri, suyun yüzey geriliminden faydalanır. Onlar, gerçek anlamda suyun üzerinde yürüyebilirler.
• Suyun yüzey gerilimi, kazara düşen uçan böcekleri suda boğmaya yetecek kadar güçlüdür. Bu böcekler kanatlarını su moleküllerinin çekiminden kurtulmalarını sağlayacak kadar hızlı çırpamazlar.
• Sıcaklık ve yüzey gerilimi ters orantılıdır. Sıcaklık arttıkça yüzey gerilimi azalır. Örneğin, deterjan, sıcak su ile bir araya gelirse yüzey gerilimi azalır, suyun kir ve gözeneklere daha etkili nüfuz etmesine neden olur.

Güneşin değişken yüzeyi, 6000 santigrat derecede tüm güneş sistemini ısıtarak yanar. Bu, yeryüzündeki sıcak bir günden 180 kat daha sıcaktır. Ama güneşin yüzeyinin bazı kısımları diğerlerinden serindir. Kabaca bizim gezegenimizin boyutunda olan güneş lekeleri koyu renkte görünürler, çünkü çevreleyen yüzeyden 2000 derece daha soğukturlar. Güneşin parlayarak yanan iç çekirdeğinden yayılan ısıyı baskı altında tutan yoğun manyetik alanlara sahiptirler.

Genelde güneş lekeleri, her biri zıt bir manyetik yüke sahip olan çiftler halinde görünürler. Zıt olarak yüklenen güneş lekeleri arasındaki bölgeler, bir milyar megaton TNT kadar çok enerji salan güneşin yüzeyindeki patlamalar, güneş parlamaları için hazırdır. Güneş parlamaları, jeomanyetik fırtınalara sebep olan x-ışınları ve manyetik radyasyon ile yeryüzünü bombardımana tutar. Kuzey ve güney ışıklarını yoğunlaştırır, elektrik şebekelerini bozar ve radyo ileticilerini karıştırır.

Son olarak Eylül 2017’de, güneşte iki leke grubunun birleşmesi sonucu, son 12 yılın en güçlü iki patlaması meydana geldi. Güçlü radyasyon patlamaları olarak tanımlanan güneş patlamaları, on bir yıllık döngüyle güçlenir ve zayıflar.

Güneş lekeleri, aynı zamanda yeryüzündeki sıcaklığı etkileyebilir. Maksimum güneş lekesi faaliyeti, ultraviyole radyasyondaki büyük bir artışı da içine alan, güneşten salınan enerjide küçük bir artışla ilişkilendirilir. Küresel ısınmayla örtüşür şekilde, son altmış yılda güneş lekesi faaliyetinde büyük bir artış var. Batı Avrupa’da 1600’lerin ortasından 1700’lerin başlarına kadar süren, ciddi soğuklar ve uzun kışlar nedeniyle Küçük Buz Çağı denen dönem, güneş lekesi faaliyetindeki bir düşüş dönemiyle çakışır.

• İtalyan astronom Galileo Galilei (1564 – 1642), Güneş’in dönme devrini izlemek için güneş lekelerini kullandı. Çoğunlukla gazdan oluştuğu için, Güneş’in farklı tarafları farklı hızlarla döner. Ekvator, kabaca yirmi beş günde kendi etrafında dönerken kutuplar otuz beş günde dönerler.
• Çinli astronomlar güneş lekelerini ilk kez M.S 30 yılında gözlemledi.

Tüm maddeler atomlardan oluşur. Her bir atom da nötron, proton ve elektrondan meydana gelir. Protonlar pozitif yüklü, elektronlar negatif yüklü, nötronlar ise yüksüzdür. Protonlar ve nötronlar atomun çekirdek olarak adlandırılan merkezinde çok sıkı bir şekilde birbirine bağlıdır. Elektronlar ise güneşin etrafında dönen gezegenler gibi onların çevresinde döner. Proton sayısı kadar elektron olduğunda atomun herhangi bir yükü yoktur. Ama bazen elektronlar diğer atomlara sürtünürler. Elektron yüklenen atomlar negatif olur, elektron kaybeden atomlar pozitif yüklü olur. Zıt yüklü atomlar birbirine veya nötr bir nesneye doğru çekilir. Aynı yüklü atomlarsa birbirlerini iter. İşte bu nedenle saçlarınız havaya kalkar. Saçınızdaki elektronlar tarağınızın üzerinde sürtünürler. Saçınız pozitif yük kazanır. Pozitif yüklü saç telleri, diğer tellerden mümkün olduğu kadar uzağa hareket etmek ister, bu yüzden saçlarınız dikleşir.

Metal gibi bazı maddeler elektronları yakalar ve üzerlerinde serbestçe dolaşmasına izin verir. Bunlar iletken maddelerdir. Plastik ve kumaş gibi diğer bazı maddelerse daha serttir ve elektronların hareket etmesine izin vermez. Bunlar ise yalıtkan maddelerdir. Kışın ceketinizi giydiğinizde ceketinizdeki elektronlar üzerinize geçer. Negatif yüklü olursunuz. Metal bir kapı koluna dokunduğunuzda, elektronlar elinizden zıplayarak iyi bir iletken olan metal topuza geçer. Bu, kıvılcım yaratarak havayı ısıtır. Bu durum kışın hava kuru olduğu için daha ziyade kış mevsiminde görülür. Havadaki nem (su iyi bir iletkendir) elektronları söndürerek soğurur.

• Şimşek büyük ölçekte statik elektriktir. Bir fırtına sırasında, elektronların hareketi bulutların tepesinde pozitif yük ve aşağısında negatif yük oluşturur. Genellikle elektronlar yükü dengelemek için bir buluttan diğerine zıplar, ama bazen nötr yüklü toprağa zıpladıkları da olur.
• Benjamin Franklin, ünlü uçurtma deneyinde şimşeğin statik elektrik olduğunu keşfetmiştir ve aynı zamanda paratoneri icat etmiştir.

Sera etkisi ifadesi, farklı iki bilimsel olguyu tanımlamak için kullanılabilir. İlki, atmosferin ısının uzaya dönmesini engellemesine olanak tanıyan tamamıyla doğal bir süreçtir. Bu, yeryüzündeki ortalama yüzey sıcaklığının 15.5 santigrat gibi elverişli bir derecede kalmasını sağlayan mekanizmadır.

Güneş enerjisi gezegenin yüzeyine eriştiğinde bir kısmı emilir ve yeri ısıtır, bir kısmı ise uzaya geri yansır. Topluca sera gazları olarak bilinen atmosferdeki su buharı, karbondioksit, metan ve diğer gazlar, yansıyan enerjinin bir kısmını seralardaki cam panellerin yaptığı gibi içeride tutar. Sera etkisi olmasaydı, yeryüzü o kadar soğuk olurdu ki üzerinde yaşam mümkün olmazdı.

Günümüzde, sera etkisi ifadesi sera gazlarında küresel ısınmaya neden olan artış için kullanılıyor. Gezegenimizde, sera gazı oranları, güvenilir sera gazı ölçümlerinin 32 yıl önce başlamasından itibaren her yıl giderek artıyor.

Sanayi devriminden bu yana gerçekleşen karbondioksit (CO2) ve diğer sera gazı atıklarının atmosferde yoğunlaşması nedeniyle gezegenimizin yüzey ısısının ortalama 1.5 ile 2.2 derece arasında artış göstermiş olduğu tahmin edilmekte. Uluslararası İklim Değişikliği Paneli (IPCC) ve Dünya Yabani Yaşam Vakfı (WWF) tarafından yapılan araştırmalarda gezegenimizin yüzey ısısının yüzyıl sonuna kadar en fazla 2 derece artış göstermesine dayanılabileceği ve önlem alınmazsa gezegenimizin iklim deseninin kalıcı olarak değişime uğrayacağı bilimsel olarak kanıtlanmış durumda.

Dünya Meteoroloji Kurumu (WMO) her yıl yayınladığı bildirisinde, dünyada küresel sıcaklığın artacağı, daha şiddetli hava olaylarıyla karşılaşılacağı ve deniz seviyesinin yükseleceği uyarısında bulundu. Uzmanlara göre, iklim değişikliği, sıcak hava dalgaları, seller, buzların erimesi, okyanusların asitlenmesi ve su seviyesinin artışı şeklinde görülecek.

• Sera etkisi Joseph Fourier tarafından 1824 yılında keşfedilmiştir.
• Venüs’ün karbondioksit yüklü atmosferi aşırı bir sera etkisi yaratır ve Venüs’ün yüzeyini, kurşunu eritecek kadar ısınmasına yol açan bir sıcaklık artışı döngüsüne sokar. Mars’ın ise atmosferi neredeyse yoktur ve bu yüzden sera etkisine de maruz kalmaz. Fazlasıyla soğuk oluşunun sebebi de kısmen budur.

Yerçekimi, evrenin büyük bir gizemidir. Yerçekiminin arkasındaki mesele, evrendeki her kütlenin başka kütlelerin üzerine çekilmesi ve bu çekim gücünün mesafeden etkilenmesidir. Kütle büyüdükçe çekim de büyür. Mesafe arttıkça, çekim azalır.

Günlük konuşmada, kütle ve ağırlık birbiri yerine kullanılır, ama bu ikisi aslında oldukça farklıdır. Kütle, bir cisimdeki madde miktarını ölçer. Bir yastık ve bir kağıt tutucu, farklı boyutlarda olmalarına rağmen aynı kütleye sahip olabilir. Kağıt tutucu yastıktan daha yoğundur, kağıt tutucunun içindeki madde, daha sıkı bir şekilde paketlidir.

Ağırlık, yerçekimsel bir alanda bir cisme uygulanan kuvveti ölçer. Kütle, konuma bağlı olarak değişmez, ama ağırlık çevreye bağlı olarak değişebilir. Yeryüzünün yüzeyindeki bir kütle, her saniye karede 9.8 metre gezegen çekimini yaşar. Aynı kütle ayın yüzeyine götürülse, cisimler daha hafif tartılır, çünkü ay, yeryüzünden daha hafiftir. Ayda altıda bir oranında yerçekimi vardır. Bu nedenle, cisim en fazla altıda biri ağırlığındadır. Başka bir deyişle, 68 kilogram ağırlığında bir kişi ayda 11.3 kilogram ağırlığında gelir.

Bedenlerimiz, yeryüzünden yerçekimi kuvveti altında var olmak üzere tasarlanmıştır. Astronotlar, uzayda ağırlıksızlığı, mikro-yerçekimi desek daha doğru olur, deneyimlediklerinde, bulantı, baş dönmesi, baş ağrısı, iştah kaybı ve kan toplanması gibi rahatsızlıklar yaşarlar. Buna uzay tutması denir. Normalde bacaklardaki kan, kalbe doğru yukarı çıkmak için yerçekimine karşı direnmelidir. Mikro-yerçekiminde kan hiçbir direnç olmadığından beyninize doğru hızla çıkar. Bu durum, sanki uzun bir süre bacaklarınızın yukarıdan aşağıya sallandırılması gibidir.

• Sir Isaac Newton (1642 – 1727) 1687’de yerçekiminin ilk matematiksel formülünü yazdı.
• Newton’un bir ağaçtan elmanın düştüğünü gördükten sonra yerçekimini kavradığına dair anlatılan hikaye doğru değildir.

Elektromanyetik tayf, evrendeki elektromanyetik radyasyonun toplam aralığını tarif eder. Elektromanyetik radyasyon basit olarak ışık için kullanılan diğer bir ifadedir. Tüm ışık, uzay boşluğunda dalgalar halinde hareket eden minik kütlesiz enerji paketleri olan fotonlardan oluşur. Fotonlar, her zaman aynı hızla, saniyede 299.792.458 metre yol alır. Ama dalga boylarının bazıları, diğerlerinden daha uzundur. Eğer bir foton, kısa bir dalga boyundaysa ve daha sık titreşiyorsa, yüksek enerjisi vardır. Bu şekilde bir foton, bir topu yakalamak için sahada koşan bir futbol oyuncusu gibidir. Ne olursa olsun, topu yakalamak için zamanında son bölgede olmak zorundadır. Tam olarak düz bir hatta koşabilirse, oraya göreceli az bir enerji ile varabilir. Ama çok fazla zikzak çizerse, daha çok enerji harcar.

Radyo dalgaları, ışığın uzun dalga boyunda, düşük frekanslı ve düşük enerji formlarıdır. Dalga boyları yaklaşık 1’den 100 metreye kadar değişir. Çok düşük enerjili olduklarından, ancak nadiren herhangi bir madde ile gözle görülür bir etkileşime girerler.

Görünür ışık, radyo dalgalarından daha kısa dalga boyuna ve daha yüksek frekansa sahiptir. Görünür ışık, elektromanyetik tayfın küçük bir dilimidir, ama güneş ve yıldızların radyasyonların çoğunu çıkarması bu aralıktadır. Gözlerimizin ışığın bu aralığına hassas bir şekilde ayarlı iki anten gibi olmaları muhtemelen tesadüf değildir. Gökkuşağının renkleri (kırmızı, turuncu, sarı, yeşil, mavi, çivit mavisi ve mor) ışığın bu küçük tayfındadır. Ultraviyole ışık, elektromanyetik tayf üzerinde doğrudan mordan sonra gelir. Görünür ışıktan daha yüksek enerji ve daha yüksek frekanslı ultraviyole ışık, uzun süren maruz kalma durumunda gözlere ve cilde zarar verebilir.

• Gama ışınları, ışığın en enerjik formlarıdır. Radyoaktif bir sürecin parçası olarak bir atomun çekirdeğinden salınırlar. Teoride, sınırsız bir kısa dalga boyuna sahip olabilirler.
• Elektromanyetik tayf üzerinde radyo dalgaları ile görünür ışığın arasına düşen mikrodalga radyasyon, yiyecekleri ısıtmanın yanı sıra kablosuz internet ağları için kullanılır.
• Ses de dalgalar halinde yol almasına rağmen, havasız boşlukta yol alamadığından dolayı ışıktan ayrılır. Uzayda bu yüzden ses yoktur.
• Yeryüzünün yüzeyindeki çoğu madde, ultraviyole ışığı emer, ama kar onu yansıtır. Bu, kar körlüğüne neden olan şeydir.

David. S Kidder, Noah D. Oppenheim

İnsanlar konusunda daha az, fikirler konusunda daha çok meraklı olun. Marie Curie

Doğa ile savaş halindeyiz. Eğer kazanırsak, kaybedeceğiz. Hubert Reeves

Başarısızlık da bir seçenektir. Eğer ki başarısız olmuyorsanız, yeterince girişimde bulunmuyorsunuz demektir! Elon Musk

Bilim, doğrudan deney üzerine kurulmuş ifadelerden oluşan bir sistemdir ve deneysel doğrulama yolu ile denetlenir. Bilimde doğrulama, tekli ifadeler değil bu tür ifadelerin bütün bir sistemi ya da bir alt sistemidir. Rudolf Carnap

Muhteşem bir şey, bir yerlerde keşfedilmeyi bekliyor!

Bilim, bilgi kütlesinden daha fazlası; bir düşünme tarzıdır. Evrenin kuşkuyla sorgulanma tarzıdır. Eğer şüpheci yaklaşmamak için otoriteye kuşkucu sorular soramıyorsak o zaman tam bir kaos içindeyiz. Bilim, sadece bir ‘bilgi bütünü’ olmaktan fazlasıdır; bir düşünme biçimidir.

Söz konusu bilimse, binlercesinin otoritesi, tek bir kişinin mantıklamasından değerli değildir. Galileo Galilei

Yeryüzündeki şartların düzelmesi, sadece bilimsel buluşlardan çok ahlaklı bir yaşama düzeninin gerçekleşmesine bağlıdır. Albert Einstein