Birkaç yıl önce Paris'i ziyaret ediyordum
ve harika bir yaz akşamında Seine nehrinin yanından geçiyordum ki
nehir yatağında yüzen dev baloncuklar gördüm,
tıpkı bunun gibi.
Bir anda patladı ve gözden kayboldu.
Onları izleyen bir kalabalık eşliğinde iki kişi bu baloncukları yapıyordu.
İnsanlardan bağış toplayarak
ve bir çift çubuk satarak geçimlerini sağlıyorlardı.
Ben oradayken bir adam 10 avro karşılığında bir çift çubuk aldı,
şaşırdım kaldım.
Baloncukları gerçekten seven bir bilim insanıyım.
Dev baloncuklar yapmak için doğru yöntemin
doğru sabunlu su karışımı olduğunu iyi biliyorum,
o çubuklar değil,
onlarla da olabilir
ama siz evde kolayca yapabilirsiniz.
Çubuklara odaklanınca asıl aracın baloncuklar olduğunu göremiyoruz.
Baloncuklar sadece çocukların oyun oynarken yaptığı bir şey gibi görünse de
göz kamaştırıcı olduğu zamanlar var.
Baloncukların arkasında inanılmaz bir bilim yatıyor,
sorun çözmeye yarayan araçlar mesela.
Benim de sizinle paylaşmak istediğim,
baloncuk yapmaya dair birkaç hikâye
ve mikroskopik olanları yok etme bilimi.
Zaten ekranda olduğu için sabun köpüğüyle başlayalım.
Oldukça basit bir içeriği var:
doğru şekilde harmanlanmış hava, su ve sabun.
Sabun köpüğünün sürekli renk değiştirdiğini görebilirsiniz.
Bunun sebebi köpüğün değişik açılarda ışıkla etkileşim içine girmesi
ve yoğunluğunun değişmesi.
Yaygın bileşenlerden su molekülleri
iki hidrojen atomu ve bir oksijen atomu ile oluşturuluyor, yani H2O.
Çoğu yüzeyde, su damlaları içe doğru bükülür,
dolayısıyla yarı küre şeklini alır.
Bunun sebebi su damlalarının yüzeyinin elastik bir tabaka olması.
Yüzeydeki su molekükü merkezdeki molekül tarafından
sürekli içe doğru çekilir.
Bu elastiklik kalitesine de yüzey gerginliği diyoruz.
Sabun eklendiğinde gerçekleşen
sabun molekülünün suyun yüzey gerginliğini azaltması,
böylece daha elastik bir hâl alıyor ve baloncuk oluşması kolaylaşıyor.
Baloncuğu matematiksel bir problem çözücü olarak düşünebilirsiniz.
Hiç yılmadan geometrik bir kusursuzluk yakalamaya çalışır.
Örneğin belli bir hacimde en az yüzey alanında
oluşacak şekil küredir.
Bu yüzden de tek bir baloncuk her zaman küre şeklinde olur.
Size göstereyim. İşte bakın.
Bu tek bir baloncuk.
İki baloncuk birbirine değdiğinde
ortak bir duvar paylaşarak bazı bileşenlerini korurlar.
Buna daha fazla baloncuk eklendiğinde
geometrik düzenleri değişir.
Burada dört baloncuk birbirine ekleniyor.
Merkezde bir noktada buluşuyorlar.
Altı baloncuk birbirine eklendiğinde
merkezde sihirli bir küp oluşuyor.
(Alkışlar)
İşte bu yüzey geriliminin eseri,
en etkili geometrik düzeni bulmaya çalışıyor.
Şimdi size başka bir örnek vereyim.
Bu çok basit bir düzenek.
İki kat plastikten
ve birbirine bağlı dört noktadan yapıldı.
Bu dört noktanın birbirine eşit uzaklıkta dört şehri temsil ettiğini varsayın,
biz de bu şehirleri birbirine bağlayacak yollar yapmak istiyoruz.
Sorum şu: Bu dört yolu bağlayacak en kısa uzunluk ne?
Bu soruyu, düzeneği sabunlu suya batırarak cevaplayalım.
Unutmayın, sabun baloncuğu her zaman
kusursuz bir geometrik düzenle
yüzey alanını küçültmeye çalışır.
Çözüm umduğunuz gibi olmayabilir.
Bu şehirleri birbirine bağlayacak en kısa uzunluk
iki şehir arasındaki uzaklığın 2,73 katı.
(Alkışlar)
İşte şimdi gördünüz.
Sabun baloncukları her zaman kusursuz bir geometrik düzenle
yüzey alanlarını küçültmeye çalışır.
Şimdi baloncuklara başka bir açıdan bakalım.
Kızım Zoe hayvanat bahçesine bayılıyor.
Güney İngiltere'deki Marwell'de Penguen kısmı onun en sevdiği yer,
orada penguenleri suyun altında hızla yüzerken izleyebiliyor.
Bir gün penguenin bedeninin
yüzerken arkasında baloncuklardan bir iz bıraktığını fark etti
ve nedenini sordu.
Penguen gibi hayvanlar ve kuşlar
suyun altında çok fazla zaman geçirdikleri için
suyun yoğunluğunu azaltmak amacıyla baloncuklardan faydalanacak şekilde
çok yaratıcı bir yöntemle evrildiler.
İmparator penguenlerin deniz seviyesinin birkaç yüz metre altına
dalabildikleri düşünülüyor.
Dalışa geçmeden önce
tüyleri altına hava sakladıkları
ve sonra bir baloncuk bulutu olarak bu havayı saldıkları düşünülüyor.
Bu da içinde oldukları suyun yoğunluğunu azaltıyor
ve yüzmek onlar için kolaylaşıyor
ve en az yüzde 40 daha hızlı yüzebiliyorlar.
Bu özellik gemi üreticileri tarafından da fark edildi.
Büyük gemilerden bahsediyorum,
okyanusun diğer yanına binlerce konteyner taşıyan gemilerden.
Geçenlerde hava kayganlaştırma sistemi denilen bir sistem geliştirdiler,
penguenlerden esinlendiler.
Bu sistemde çok fazla baloncuk üreterek
geminin her yanına salınması sağlanıyor,
tıpkı gemi hareket hâlindeyken
su rezistansını azaltan bir halı gibi.
Bu özellik geminin enerji tüketimini
yüzde 15'e kadar azaltabiliyor.
Baloncuklar tıpta da kullanılabilir.
İlaçlar üzerinde de rol oynayabilir,
örneğin vücudun belli bir kısmına
invasif olmayan bir ilaç veya gen aktarımı söz konusu olduğunda.
Bir mikrobaloncuk düşünün,
ilaç ve manyetik maddelerle dolu olsun,
kan dolaşımımıza enjekte edilsin.
Bu baloncuklar hedeflenen bölgeye gidecektir.
Peki gidecekleri yeri nasıl biliyorlar?
Çünkü oraya bir mıknatıs yerleştiririz.
Örneğin elimin bu kısmı.
Mikro baloncuklar elimin bu kısmına geldiğinde
onu ultrason yardımıyla patlatabilir
ve ilacı tam da istenilen yere verebiliriz.
Baloncuk yaratmanın bilimsel yanından bahsetmiştim.
Ancak bazen onları kaldırmamız gerekiyor.
Aslında bu benim işimin parçası.
Tam olarak iş ünvanım ''mürekkep formülasyon bilimcisi.''
Fakat sizin tükenmez kalem için kullandığınız mürekkep değil bu.
Harika uygulamalar üzerinde çalışıyorum,
organik fotovoltaikler, OPV'ler
ve OLED dediğimiz ışık yayan organik diyotlar gibi.
İşimin konumuzla alakalı kısmı çalıştığım şirketin ürettiği mürekkepten
nasıl ve ne amaçla baloncuk çıkaracağımızı anlamak.
Formülasyon karıştırma süreci boyunca
veya hazırlama süreci,
çözücü ve katkı maddeleri gibi aktif bileşenleri karıştırıyoruz,
amacımız, mürekkep kullanılırken
istediğimiz özelliklerde formülasyonları elde etmek.
Tıpkı sizin içecek hazırlamanız
veya pasta yapmanız gibi
bazı hava baloncuklarının o mürekkep içinde sıkışması kaçınılmaz.
Burada benim Paris'te gördüğüm baloncuklardan
daha farklı bir şeyden bahsediyoruz.
O mürekkepler içinde sıkışan baloncuklar
birkaç milimetre arasında değişiyor
veya birkaç mikron
hatta birkaç nanometre.
Burada bizi ilgilendiren
içeride sıkışmış oksijen ve nem.
Böyle bir ölçekte onları kaldırmak kolay değil.
Ama önemli,
örneğin akıllı telefonunuzun ekran görüntüsü için kullandığımız
ışık yayan organik diyot mürekkepleri.
Pek çok yıl dayanması gerekiyor
ama eğer kullandığımız mürekkep oksijen ve nem almışsa
ve bunlar çıkarılmamışsa
hemen piksellerde siyah noktalar görmeye başlarsınız.
Mikro baloncukları çıkarırken karşılaştığımız zorluklardan biri
pek de işbirlikçi olmamaları.
Orada öylece kalıyorlar,
pek hareket etmeden mürekkep içinde.
Peki onları nasıl çıkaracağız?
Kullandığımız bir teknoloji
gözenekli bir duvarla ince, uzun ve küçük bir tüpten
baloncukları geçmeye zorlamak,
sonra da tüpleri bir vakum bölmesine alıyoruz,
böylece baloncuklar mürekkepten ayrılmaya zorlanıyor
ve çıkarılıyor.
Ürettiğimiz mürekkepten baloncukları çıkarmayı başardığımızda
kutlama zamanı demektir.
Artık bir şişe şampanya patlatabiliriz.
Bu harika olacak!
(Gülme sesleri)
Woooo!
(Alkışlar)
Şampanya şişesinden baloncuklar fışkırdığını görüyorsunuz.
Bunlar karbon dioksitle doldurulmuş baloncuklar,
şarabın fermantasyon sürecinde üretilen bir gaz.
Biraz doldurayım.
Bu şansı kaçıramam.
Sanırım bu yeterli.
(Gülme)
Burada bir sürü mikro baloncuk görüyorum,
kadehin altından şampanyanın üstüne hareket ediyorlar.
Patlamadan önce,
aroma moleküllerinden oluşan çok küçük damlacık göreviyle
şampanyanın tadını zenginleştiriyorlar,
bizim şampanya tadından çok daha fazla zevk almamızı sağlıyorlar.
Baloncuk tutkunu bir bilim insanı olarak
onları görmeyi,
onlarla oynamayı
ve onlar üzerinde çalışmayı çok seviyorum.
Ah tabii bir de içmeyi.
Teşekkürler.
(Alkışlar)