TEKNOLOJI VE TASARıM DERSI Doğadan Tasarıma Etkinliği (8.C.4.) Gurup çalışması Yrd.Doç.Dr. Doğan Arslan
Bu dersin amacı öğrencilerin doğayı gözlemlemeleri; doğada var olan organik yapıların teknolojinin gelişimine katkısı, nanoteknolojik yapıların özellikleri ve kullanım alanları ile ilgili bilgi verilmesi amaçlanmaktadır.
Nanoteknoloji, maddenin atomik ve moleküler seviyede kontrol edilerek, makroölçek ürünlerinin imalatı için atomlara ve moleküllere dışardan yapılan kontroldür. Aslında etrafımızdaki bazı biyolojik sistemler doğal ve fonksiyonel bir nanomalzemedir. Kimya, Fizik Mühendislik ve biyoloji alanların ortak alanıdır
Lotus veya Lâtin Çiçeğinin yaprağındaki parafin kristalleri, örümcek ipeği, Gecko kertenkelesinin ayaklarının altındaki spatula yapısı, bazı kelebeklerin kanat yapısı ölçekleri, sert malzemeler (deri, pençe, gaga, tüy, boynuz, saç), pamuk, kağıt, sedef, mercan ve hatta kendi kemik sistemimizde doğal organik nano malzemeler bulunmaktadır.
Doğanın sunmuş olduğu şaşırtıcı çözümler ve organik yapı, biotaklit bilimi ile doğanın işleyişindeki sistem hayatımızı kolaylaştıracak teknolojiler için ipucu sunar.
Biyotaklit (veya biyomimetik), doğadan ilham alarak ya da doğayı taklit ederek insan problemleri ve ihtiyaçları için çözüm üreten bir disiplindir.
Biyo kelimesi Latin dilinde yaşam anlamına gelirken mimesis kelimesi de taklit etmek anlamına gelmektedir. Yani insanların karşılaştıkları sorunları çözmek için doğayı örnek alarak; başka bir deyişle doğadan esinlenerek çeşitli buluşlar yapmasıdır.
Yüzyıllardır doğanın düzeni kusursuz bir şekilde işlemektedir. Bu kusursuzluk ortaya çıkan her türlü problemin kendi içinde çözülmesini sağlamaktan geçmektedir. Doğa kendi içinde bu başarıyı yakaladıysa onu neden örnek almayalım diye düşünerek ortaya atılmış bir fikirdir Biyotaklit.
Biotaklitin ilk örneği Rönesans sanatçısı Leonardo da Vinci nin buluşlarında görülmüştür. Kuşların kanatlarını ve çırpınışlarını gözlemleyen Vinci, ilk uçan makineyi icat etmiştir. Onu daha sonra Wright kardeşlerin güvercin kanadından esinlenerek ilk motorlu uçağı uçurmaları izlemiştir.
Biyotaklit kavramının altında tasarım, biyoloji, mühendislik ve pazarlama yatar. O yüzden bu tanımı sadece çözüm odaklı değil de süreç bazında da düşünmek gereklidir.
Aerospace Uçağı ve Kedi Balığı Sesten hızlı uçabilen Mc Donald Douglas'ın Orient Express' modeli, kedi balığının hidrodinamiğe elverişli şeklini esas alarak uçarken karşılaştığı hava direncini en az seviyeye çekmeyi başarmıştır.
Denizaltılar ve Nautilus Nautilus isimli deniz canlısı suya dalmak istediğinde vücudunda bulunan içi boş odacıkları su ile doldurur. Yüzeye çıkmak istediğinde ise, ürettiği özel bir gazı bu dalış hücrelerine pompalar ve suyun boşalmasını sağlar. Denizaltılarda da Nautilus'taki gibi dalış odaları yapılmakta, içeri alınan suyun boşaltılmasında ise su motorlarından faydalanılmaktadır. Bu örnek de görsel benzerlikten değil, canlının fonksiyonundan yararlanmıştır.
Ürün Tanıtım ve Pazarlama Uçak Kanatları ve Yusufçuk İlk uçaklar yapılırken mühendisler havadaki akımların neden olduğu titreşimlerin uçağa zarar vermemesi için uçak kanatlarının uçlarını ağırlaştırmışlardı. Yusufçuğun kanatlarındaki hücreler de yoğunlaşarak aynı sistemi görüyor.
Ürün Tanıtım ve Pazarlama Münih Olimpiyat Stadı ve Yusufçuğun Kanatları Yusufçuk yine başrolde. Milimetrenin 3000'de 1'i kalınlığındaki kanatları bu kadar ince olmasına rağmen dayanıklılığıyla dikkat çeker. Dayanaklı olma sebebiyse kanatlarının bine yakın bölmelerden oluşması. Bu bölmeler sayesinde uçarken yırtılmalar yaşanmamaktadır. Münih Olimpiyat stadının çatısı da aynı yöntemle inşa edilmiştir.
Kar Ayakkabısı ve Tavşan Ayağı Karda daha rahat yürüyebilmemizi sağlayan kar ayakkabılarının tasarımında tavşan ayaklarından esinlenilmiştir. Tavşanların arka ayaklarının geniş, uzun ve yayvan olması kardaki hareket kabiliyetlerini arttırıyor, aynı sistemin kullanıldığı kar ayakkabılarıyla da insanlar karda daha rahat hareket edebiliyor.
Concorde ve Yunus Ses hızını aşmayı başarabilen İngiltere-Fransa ortak yapımı Concorde uçaklar ilk uçuş denemesini 1969'da yapmıştı. Tasarımında yunusların burun kısmı etkili olmuş, bunun nedeniyse havanın bu sayede dış yüzeyde yaptığı sürtünmeyi azaltmasıymış. Kuyruk yüzgeci suyun yüzeyinde motor görevi gören yunusların bu özelliğinden de esinlenen mühendisler Concorde'un motorlarını arkaya yerleştirmişler.
Robot Teknolojisi ve Böcekler Günümüzde hızla gelişen robot teknolojisi daha çok böceklerin sistemlerini inceleyip elektronik sisteme uyarlama uğraşındadır. Artık bir karınca ve sinek büyüklüğünde robotlar yapılabilmektedir. Sinekler gibi uçabilen, karıncalar gibi istenilen her yere girebilen, örümcekler gibi tavanda yürüyebilen robotlar şu an yapılabiliyor ve gelişmiş ülkelerin önemli endüstri kuruluşları da bu çalışmalara büyük önem veriyor.
Çalışma yaprağı: 1-hayalinizde somut bir ürünü doğadaki canlılarla ilişkilendirin. 2-Tasarlanacak ürünün doğadaki bir canlıyla görsel ve fonksiyonel bir benzerlik oluşturun. Her ikisinden biride olabilir. Bu ürünün başka özelliği bir başka canlının özelliğinden yararlanabiliniz. 3.Ürünün özelliklerini çalışma arkadaşlarınızla bayin jimnastiği yaparak tartışın. 4. Gurubunuzu temsil edecek biotaklit örneğini aranızda kararlaştırın. Nihai karar verdiğiniz çalışmayı, özelliklerini gösterecek şeklinde eskiz veya illüstrason ile sonlandırarak teslim edin.