Kocaeli’de güvenlik güçlerinin sahadaki ihtiyacı doğrultusunda geliştirilen yerli sensör, büyük ve hantal X-ray cihazlarına alternatif olma potansiyeli taşıyor. Lazer teknolojisiyle üretilen sensör, sadece hedeflenen patlayıcıyı seçerek tespit ediyor.
Kocaeli’deki bir doktora tezi çalışmasında güvenlik güçlerinin sahada kullanabileceği hızlı, taşınabilir ve güvenilir patlayıcı tespit sistemleri ihtiyacından yola çıkılan “TNT Tabanlı Patlayıcıların Tespiti için Lazerle İndüklenmiş Grafen Sensörlerin Geliştirilmesi” projesi başarıyla sonuçlandı. Proje kapsamında lazerle indüklenmiş grafen yüzeyler özel peptidlerle modifiye edilerek, sadece TNT molekülüne tepki veren seçici bir sensör malzemesi elde edildi. Laboratuvar testlerinde farklı moleküllere tepki vermediği görülen sensör malzemesi, düşük maliyeti ve taşınabilirliğiyle dikkati çekiyor.
Malzeme Bilimi ve Mühendisliği Araştırma Görevlisi Dr. Seda Kol, mevcut patlayıcı tespit sistemlerinin büyük, hantal ve maliyetli olduğunu, artan güvenlik tehditleri nedeniyle taşınması kolay ve pratik bir malzeme geliştirmeyi hedeflediklerini söyledi.
“Hem taşınması kolay hem de maliyeti uygun”
Çalışmanın güvenlik alanındaki ihtiyaçtan doğduğunu belirten Dr. Seda Kol, “Günümüzde ülkeler, artan güvenlik tehditleri nedeniyle savunma alanına ciddi yatırımlar yapıyor. Özellikle patlayıcıların hızlı ve yerinde ölçüm alabilmesi oldukça kritik bir durum. Bu ihtiyaç sebebiyle mevcut sistemlerde bazı engellerle karşılaşıyoruz. Özellikle yüksek maliyetli ve taşınması oldukça zor cihazlar. Biz de bu ihtiyaçları göz önünde bulundurarak hem taşınması kolay hem de maliyeti uygun, aynı zamanda herkesin uygulayabileceği pratik ama güvenilir bir sensör malzemesi geliştirmeyi hedefledik” dedi.
“Hedef molekülü kolaylıkla algılayabiliyor”
Sensörün çalışma prensibini anlatan Kol, şöyle konuştu:
“Sensör malzemesini aslında ’çok akıllı yüzeyler’ olarak tanımlayabiliriz. Biz bu yüzeyleri özel peptidlerle modifiye ediyoruz. Bu peptidler sayesinde algılamak istediğimiz hedef molekülü kolaylıkla algılayabiliyoruz. Bu şekilde üretmiş olduğumuz malzeme hem hassas hem de seçici olarak ortaya çıkıyor. Bu hassasiyet ve seçiciliği de biz aslında sensörün elektriksel bir değişimle ortaya koyuyoruz. Bu elektriksel değişim artık ortamda TNT’nin ya da hedef molekülün algılanmasını kolaylaştırıyor. TNT’yi algılamak için ilk başta grafenin yüzeyine özel bir laboratuvarda sentezlenmiş peptidleri modifiye ederek algılamayı başardık. Bu peptidler direkt TNT’yi algılıyor, farklı bir molekülü algılamıyor. Bu da sensör malzememizin hem ne kadar seçici hem de ne kadar hassas olduğunu gösteriyor. Çünkü mevcut sistemlerde hassaslık önemli ama seçicilik çok daha sıkıntılı. Farklı malzemeleri de algıladığı için bunlar cihazın alarm verirken çok farklı tepkilere maruz kalmasına neden oluyor.”
“Umut vadeden bir proje olarak ortaya çıktı”
Çalışmanın laboratuvar aşamasında umut veren neticeler ortaya koyduğunu ve projenin prototipinin üretilmesi gerektiğini söyleyen Kol, “Yaptığımız çalışmayla aslında oldukça hassas bir malzeme üretmiş olduk. Aynı zamanda hızlı da. Sahada uygulama için pratikte farklı bölümlerle de iş birliği yapmamız gerekiyor çünkü biz şu an sadece malzeme odaklı bir ürün geliştirmiş olduk. Ama ürünün sonraki yıllarda bir cihaz haline getirilme ihtimali de oldukça yüksek. Biz laboratuvarda çok iyi ölçümler aldık. Umut vadeden bir proje olarak ortaya çıktı. Sahaya geçirilmesi kolay çünkü taşınabilir bir malzeme. O yüzden entegre edilmesi, çok küçük cihazlara entegre edilmesi oldukça kolay. Hem de seçiciliği yüksek bir malzeme. Ama iş birliği yapılıp bir prototipin üretilmesi gerekiyor” diye konuştu.
Prototip için destek bekleniyor
Havalimanlarındaki X-ray gibi büyük cihazların yerine anlık sahada ölçüm yapabilecek küçük cihazlara entegre edilebilir bir malzeme ürettiklerini vurgulayan Kol, “Sensörümüz şu an sadece TNT algılıyor. Seçiciliği sağladığımız şey özel peptidler. Bu peptidler sadece hedef molekülü hedef alıyor. Bizim hedef molekülümüz TNT’ydi, o yüzden sadece TNT’yi hedef alıyor, farklı herhangi bir moleküle herhangi bir tepki vermiyor. Ama bu çalışma farklı çalışmalara da entegre edilebilir. Mesela glikoz algılamak isterseniz ona göre farklı şekilde yüzey modifiye edilebilir. Sensör konusu oldukça kapsamlı ve zor bir konu. Tabii ki üzerine çalışma yapmayı çok isterim ama bunun için düşük maliyetli üretim elde etmek gerekiyor. Onun için de bir destek almamız gerekiyor. Destek olursa çok güzel yerlere gelebilecek bir proje olduğuna inanıyorum” dedi.
