Konferans metni

Biyoteknoloji ve Mimari
---Kemikler ve kafes yapılar:

Bir mühendislik harikası olarak kabul edilen Eiffel Kulesi'nin mimari tasarımının ardında İsviçre'nin Zürih şehrinde "uyluk kemiğinin anatomik yapısı"nı ortaya çıkarmayı amaçlayan çalışma yatmaktadır.

1850'li yılların başında, anatomist Hermann Von Meyer, uyluk kemiğini kalça eklemine bağlayan parçayı incelerken, uyluk kemiğinin leğen kemiğine oturduğu yerin kendi ekseni dışındaki bir kıvrım üzerinde bulunmakta olduğunu farketti. Von Meyer, dikey konumdayken 1 ton ağırlığı kaldırabilecek bir kapasiteye sahip uyluk kemiğinin içinin tek parça halinde değil, birbiri içine geçmiş kafes şeklindeki minik çubuklardan (trabeculae) oluştuğunu gördü.

1866 yılında İsviçreli mühendis Karl Cullman, Von Meyer'in laboratuvarını ziyaret etti. Anatomist Meyer, Cullman'a incelediği kemiğin bir bölümünü gösterdi. Cullman kemiğin, üzerinde oluşacak yük ve basınç etkisini azaltacak bir tasarıma sahip olduğunu fark etti. Bu tasarım kemiğin içindeki uzantıların, insan ayakta durduğunda kemiklere etki eden kuvvet hatları boyunca düzenlenmiş olmasıydı. Bir mühendis olan Cullman aynı özelliğin bir dizi çivi ve destek sistemi ile sağlanabileceğini düşündü. Daha sonra Eiffel Kulesi'nin inşası sırasında bu düşüncelerini uygulama fırsatı buldu.

Eiffel Kulesi de uyluk kemiğindeki gibi, demir kıvrımları, metal çivi ve desteklerden oluşan karışık bir kafes örgü ile inşa edilmiştir. Bu örgü sayesinde kule, rüzgarın eğme ve makaslama kuvvetleri ile oluşan basınca rahatlıkla dayanabilmektedir. http://www. fonz. org/zoogoer/zg1999/28(4)biomimetics. Htm
Doğal mimariye başka bir örnek olarak kasları kemiklere bağlayan dokuları yani "tendon"ları verebiliriz. Tendonlar, kendilerini oluşturan kolajen bazlı lifler sayesinde son derece sert bir yapı kazanırlar. Bu liflerin bir başka özelliği ise birbirlerine örülme şekilleridir.

ABD Rutgers Üniversitesi öğretim üyelerinden Janine M. Benyus, Biomimicry adlı kitabında, kaslarımızdaki tendonların çok özel bir yöntemle inşa edildiğini söyleyerek bu konudaki tespitlerini şöyle ifade etmiştir:

Dirsekle bileğiniz arasındaki tendon, asma bir köprüyü taşıyan halatlarda olduğu gibi, birbirine dolanmış kablo demetlerinden oluşur. Her bir kablo demeti ise, kendi içinde daha ince kabloların birbirine dolanmasından oluşmuştur. Bu daha ince kablolar da, birbirine dolanmış molekül demetlerinden meydana gelir. Hatta moleküllerdeki atomlar bile sarmal bir yapı halinde dururlar.27 Janine M.Benyus, Biomimicry, Innovation Inspired By Nature, William Morrow and Company Inc. , New York, 1998, s.99-100
Termitler birçok özelliklerinin yanısıra mimari uzmanlarıdır. Termitler 7 metre yükseklikte gökdelenler yapar. 1-2 cm. ebatlarında olan termitler, bu küçük cüsselerine rağmen 7 metre yüksekliğinde devasa yuvalar yapar. Yuva yapımındaki detaylar incelendikçe termit yuvalarındaki mükemmellik daha net ortaya çıkmaktadır. Termit kolonilerinde genellikle 1-2 milyon termit birarada yaşar, nefes alır ve birlikte hareket ederler. Bu sırada ortaya çıkan oksijen ihtiyacı oldukça fazladır. Bu canlıların hiç havalandırma olmadan, yuvadaki nem sabitlenmeden yaşamaları mümkün değildir. Dolayısıyla inşaat devam ederken termitlerin bu ihtiyaçlarının da gözönünde bulundurulması ve buna göre bir düzen oluşturulması gerekmektedir. Termit yuvalarının boyu 3 ile 4 metreye ulaştığında nüfusu 2 milyona yakındır. Yuvadaki termitlerin tümü beslenir, çalışır ve solunum yapar. 2 milyonluk bir nüfusun oksijen tüketimi elbette ki çok fazladır. Öyleki yuva içinde bir havalandırma sistemi olmadığı takdirde, tüm koloni 12 saat içinde havasızlıktan ölecektir. Peki katı dış cephesinde hiçbir pencere olmayan termit yuvalarında hayat nasıl devam etmektedir?

Termit yuvalarındaki havalandırma sistemi tam anlamıyla otomatiktir. Havalandırma sistemini yürütmek için gerekli olan enerjinin kaynağı, yuvada yaşayan termitlerin ve onların yetiştirdiği mantarların metabolizmalarının oluşturduğu ısıdır. Mantar odalarının içindeki hava, buradaki sürekli fermantasyon sonucunda ısınır. Bu sıcak hava, ana kulenin içinde yuva boyunca yükselir ve sürekli artan bu sıcak hava akımının yaptığı basınç ile tepeciğin dış yüzeye yakın ince kılcal kanallarından aşağıya doğru itilir. Yuvaya aynı zamanda destek veren bu kanalların iç ve dış duvarları öylesine süngerimsidir ki rahatlıkla hava alışverişi gerçekleşir.

İşte taze oksijenin içeri dağıldığı ve karbondioksidin dışarı verildiği yer burasıdır. Kanalları ile birlikte düşünüldüğünde bu destek sistemine koloninin "ciğerleri" denebilir. Hava, bu kanallardan geçerken soğur, bu serin ve taze hava aşağıdaki daha geniş kanallar aracılığıyla mahzeni andıran hava boşluğuna iletilir.

Bu yapay kanallardaki havanın ısısı böylece düşürülmüş ve ısısı düşen bu hava, kocaman derin bir mahzene sevk edilerek yükselen sıcak havanın yerine geçirilmiş olur. Zengin oksijenle yüklü yeni hava, dakikada yaklaşık 12 cm. hızla yuvaya yayılır ve içerinin sıcaklığı böylece 30 derecede sabit kalır. Görsel Bilim ve Teknik Ansiklopedisi, s.964

Bu gökdelenlerde besin depoları,mantar tarımı yapılan bölümler,kraliçe odası,kuluçka bölümleri bulunur.Günümüzde termit mimarisi taklit edilerek gökdelenlere doğal havalandırma sistemleri kurulmakta. Termitlerin kör olması bu çalışmanın en ilginç kısmıdır.