Araştırmacılara göre günün birinde kendi kendini tamir edebilen kimyasal koruyuculu kıyafetler, çiftçileri böcek ilaçlarından koruyabilen ince film tabaka kaplı giysiler, askerleri biyolojik ve kimyasal saldırılardan koruyabilen üniformalar ve işçileri kazara oluşan toksik maddelere maruz kalmaktan alıkoyan işçi kıyafetleri üretilecekti. Bu hayal, başında Türk bir profesörün bulunduğu Penn Eyalet Üniversitesi araştırma ekibi tarafından gerçekleştirildi.
Mühendislik Bilimleri ve Mekanik Profesörü Melik C. Demirel, “Moda tasarımcıları ipek ve yün gibi, doğal liflerin kullanıldığı fakat pahalı ve kendini tamir edemeyen kumaşlar kullanıyorlar. Biz de klasik dokuma şeklini kullanarak, kumaşların kendi kendilerini onarabildikleri bir yol arıyorduk.” dedi.
Prosedür basit. Kaplanacak olan materyal kendini onarabilen tabakaların oluşması için, bir takım sıvılara batırılacak; bu işlemin adı polielektrolit kaplama. Bu kaplama şekli, su gibi düşük maliyetli, dokunun genişlemesini sağlayan, çevre koşullarına uygun ve güvenli bir çözelti olan basit bir malzeme ile olacak.
Polielektrolit kaplamalar pozitif ve negatif yüklü polimerlerden yapılır. Bu polimerler tıpkı diş proteinlerinin dişin etrafını sarması gibi, dokuyla bütünleşir.
Aynı zamanda Huck Yaşam Bilimleri Enstitüsü üyesi olan Demirel, “Şu anda gelişmiş bir materyal üretebilmek için bütün giysileri bu çözeltiye batırıyoruz. Fakat ilk etapta ipliklerin onarımını gerçekleştirebildik. Eğer istersek, imalattan önce ilk etapta iplikleri bu işlemden geçirebiliriz” şeklinde bir açıklama getirdi.
Tabakalama sırasında enzimler kaplamanın içerisine dahil ediliyor. Araştırmacılar, üreyi amonyak ve karbondioksite ayıran üreaz enzimini kullandılar. Fakat ticari kullanımda ise kaplama, hedeflenen kimyasallara uyum sağlayacak şekilde özel olarak hazırlanacak.
Bunun yanı sıra Demirel ”eğer enzimleri biyolojik ya da kimyasal etkiler için kullanmanız gerekirse, cilde nüfuz etmeden kendi kendini onarabilen özelliklere sahip kapsüllü bir enzim kullanabilirsiniz” diye ekledi.
Pek çok toksik içerik cilt tarafından emilebilir. Örneğin organofosfatlar zararlı otları öldürmede ve böcek ilacı olarak kullanılırlar ve deriden emilimleri ölümcül olabilir. Bu kimyasallardan bazıları tıpta sinir ajanları olarak kullanılır. Toksik madde salan bir enzim olan organofosfat hidrolaz içerikli kendini yenileyen bir filmle kaplanmış olan giysi, kullanıcıyı bu zehirli maddelere maruz bırakabilir. Dokuyla bütünleşebilen polimerler suyun olduğu ortamda kendi kendini onarmaya başlar; bu durumda kıyafetin yıkanması sırasında kaplamadaki küçük ve büyük hasarlar da onarılmış olur ve böylece kıyafetlerin tekrar giyilebilir ve kullanılabilir olmaları sağlanmış olur.
Demirel, bu kaplamaların bir mikrondan daha ince olduklarını, bu nedenle günlük kıyafetlerde fark edilemeyeceklerini, çok ince olsalar da kumaşı genel anlamda çok dayanıklı hale getirdiklerini vurguladı.
Hastalıkların ve Kimyasal Nedenli Ölümlerin Sayısını Azaltabilir
Tehlikeli kimyasalların gerekli görüldüğü üretim çevrelerinde uygun enzim kombinasyonuyla kaplanmış kıyafetler, aynı zamanda kazara oluşabilecek kimyasal salınımların meydana getireceği ölümcül durumlara karşı da güçlü bir koruma kalkanı görevi görecek. Ayrıca bu kaplamaların, tıbbi ipliklerde kullanılması, hızlı iyileşme açısından hastanın enfekte olma riskini de minimuma indirecek.
Ayrıca bu projede, Penn Eyalet Üniversitesi Elektrik Mühendisliği ve Materyal Araştırmaları Enstitüsü üyesi Prof. Dr. Srinivas Tadigadapa, Biyomühendislik bölümü yüksek lisans öğrencisi David Gaddes, Mühendislik Bilimleri ve Mekanik bölümü yüksek lisans öğrencileri Huihun Jung ve Abdon Pena-Francesch çalışıyor.
Kaynak: Science Daily
