Uçak kanatlarının, açık denizdeki rüzgar türbinlerinin, spor ekipmanlarının tümü; kimyagerlerin ve mühendislerin "acaba olur mu?" merakı sayesinde kendilerini onarabilirler.
İlk Terminatör filmindeki çizgi romanımsı acımasız yıkıcılık ve tahribat bir yana , gelecekten gelen bu insan-makine karışımının kendi derisini soyup mekanik kolunu onarmaya başladığı an insanda adeta psikolojik bir darbe yaratır. Terminatör'ün kendini onarma becerisi, yapay zekanın rahatsız edici bir düzeye ulaşmasını sembolize ediyor; çevresindeki araç gereci bir araya getirmesi, bu acımasız ölüm makinesini yaşayan bir şeye, daha insancıl bir şeye dönüştürmüştü. - Descarte'ın deyişine gönderme yaparsak "Kendimi onarıyorum, öyleyse varım," diyebiliriz. İnsan olmayan nesnelerin kendilerini onarmak için çevreleriyle etkileşime girmeleri hep bir merak kaynağı oldu. Bristol Üniversitesi'nde uçak kanatlarını ve gövdesini düzeltmek için kullanılabilen ve kendini iyileştiren malzemeler geliştiren Profesör Duncan Wass ve araştırma ekibinin, medyadan alışılmadık derecede ilgi görmesinin ana nedeni belki de budur.
Aslında, bu fikrin doğuşu da diğer yenilikçi fikirler gibi sıradan bir konuşma esnasında gerçekleşti. Üniversitenin Kimya Bölümünden Profesör Wass, Uçak Mühendisliğinden bir meslektaşı ile sohbet ediyordu. "Ben kimyagerim, mühendisler biz kimyagerlerin kompozitlere odaklandığını söylerler," diyor Wass ve şöyle açıklıyor: "Bizim en büyük problemlerimizden biri, kompozit madde zarar gördüğünde ki bu kalkış esnasında bir birikintiden ya da kuş saldırısından kaynaklanabilir, bu zararı tespit ve tamir etmenin çok zor olmasıdır." Buna zor görünen hasar deniyor.
Son on yılda karbon fiberle güçlendirilmiş kompozitler gibi maddeler, uçak üretiminde çok değerli hale geldi. Güçlü ve hafifler, yakıt verimliliği sağlıyorlar, tasarruf ettiriyor ve çevreyi koruyorlar. Boeing 787 yakıt verimliliği hedefine kısmen gövdesinin alüminyum yerine kompozit maddelerle inşa edilmesi sayesinde ulaştı. Enerji sektörü de, rüzgar türbini kanatları üretiminde kompozit maddeleri kullanıyor.
Profesör Wass ve ekibi mühendislerle bir araya gelip, insan vücudundaki süreçleri örnek aldılar. "Vücudumuz zarar gördüğünde, diyelim parmağınız kesildiğinde, bu zararı tamir eden mekanizmalar var. Yara önce kanar, sonra kabuk bağlar ve sonunda iyileşir. "Bu kendini iyileştirme özelliğini, bir uçağın kanadına koyabilir miyiz?" diye düşündük. Bunu yöntemle belki uçağın kanadındaki kocaman bir deliği kapatamayız, ama daha büyük problemlere yol açmadan önce ufak çatlakları tamir edebiliriz."
Wass'ın belirttiği gibi, başlangıç noktaları bu alandaki diğer çalışmaları araştırmak oldu: "çoğu insanın her türden sistemde kendini onarma özelliğini aradığını fark ediyorsunuz." Ancak Wass şunu da sorguluyor, "Daha önce yapılan pek çok çalışma laboratuvarda iyi sonuç verse de gerçek hayatta kurguladığınızda çok ciddi eksiklikleri olduğunu görüyorsunuz," diyor.
Kozmetik ürünler, ilaç aktarımı ve katalizörler
Gruptaki tek araştırma alanı olmasına karşın birçok farklı alandan bilgi birikimini bir araya getiriyor. Ekibin çatlakları yapıştırabilen, iyileştirici bir etken madde geliştirmesi gerekiyor. Kimyagerlerin monomer dedikleri, küçük moleküllerin birbirine kenetlenerek yapıştırıcı uzun molekülleri oluşturması gibi. Sonra bu maddeyi aktarma yöntemini bulmaları gerekiyor. "minik mikro kürelerin içine koyduk, bunların toplam boyutu birkaç mikron. Onlarcasını bir araya getirseniz kalınlığı ancak bir saç teli kadar"
Bu tür mekanizmaların geliştirildiği ilaç aktarımı ve kozmetik ürünlerin formülasyonu gibi diğer alanları da araştırdılar. İyileştirici etken madde geliştirildiğinde ise, bir 'tetikleyiciye' ihtiyaç duyacaklardı. Böylece bir hasar ortaya çıktığında kapsüller patlayacak, sıvı etken madde katılaşıp çatlağı yapıştıracak. "Bu benim asıl uzmanlık alanıma giriyor," diyor Profesör Wass, "böyle bir tetikleyiciye kesinlikle ihtiyacımız var. Bunlara katalizör deniyor, iyileştirme için doğru katalizörü doğru zamanda tetiklemek ciddi bir bilimsel çalışma gerektiriyor. Yöntemin işe yaraması için birçok farklı disiplinin bir araya gelmesi gerektiğini görüyorsunuz, bu açıdan bakıldığında, bilimden çok mühendisliğe daha yakın gibi."
Söylemesi yapmaktan kolay. Wass, "böyle bir projeyi ayağa kaldırmanın pek çok küçük detayı var; bu yüzden üç yılımızı aldı ve laboratuvarda gerçekten işe yarayan bir madde elde etmek için çok yoğun çalıştık," açıklamasını yapıyor. Fon bulmak da aynı ölçüde kritik. Proje Birleşik Krallık Savunma Bakanlığı'na bağlı bir fonun desteğiyle başladı, sonra özel sektörden bazı destekler aldı ve şu anda EPSRC (Mühendislik ve Fizik Bilimleri Araştırmaları Birimi) tarafından destekleniyor.
İşte o yüzden medya heyecanlı bir şekilde buluşun ne zaman uçaklarda kullanıma sunulacağını sorduğunda, yanıtı tamamen ticari kaygılara bağlı. "Elimde tamamen kullanıma hazır bir madde olabilir, fakat bu ticari sorunların üstesinden gelemez, aynı şekilde sektörün bunu gerçekten kullanmak isteyip istemeyeceğini de bilemeyiz," diyor Profesör Wass. Sonuçta, güvenlik kriterleri nedeniyle, uçaklar teknolojik açıdan en zor uygulama alanlarıdır, diyor Wass. Ulaşması ve onarması güç olduğu için, açık denizdeki rüzgar türbinleri bir başka potansiyel uygulama alanı olabilir. Wass diğer karbon fiber kompozit maddeleri sıralayarak, "Bunun genelde bisiklet iskeleti ya da spor ekipmanlarında kullanıldığını düşünürsünüz." Ancak medyadaki hevesli kişiler akıllı telefon ekranları ve kendini iyileştiren ojeler gibi diğer yenilikçi potansiyel kullanım alanlarını da vurguladılar. "İnternete baktığınızda bizim hepsini onaracağımızı iddia eden insanlar olduğunu göreceksiniz" , diyor Profesör Wass. "Bu tür haberleri basın uyduruyor, konunun bu kadar önemli olduğunun farkında bile değildim! Bilimi basınla buluşturmayı biraz daha farklı yapmak gerekiyor sanki; keşke yapabilsek"