Kocaeli’de güvenlik güçlerinin sahadaki ihtiyaçlarını karşılamak amacıyla geliştirilen yerli sensör, büyük ve ağır X-ray cihazlarına alternatif olma potansiyeli taşıyor. Lazer teknolojisi kullanılarak üretilen bu sensör, yalnızca hedeflenen patlayıcıları tespit edebiliyor.
Kocaeli’deki bir doktora tezi çalışmasında, güvenlik güçlerinin hızlı, taşınabilir ve güvenilir patlayıcı tespit sistemlerine duyduğu ihtiyaç göz önünde bulundurularak “TNT Tabanlı Patlayıcıların Tespiti için Lazerle İndüklenmiş Grafen Sensörlerin Geliştirilmesi” projesi başarıyla tamamlandı. Proje kapsamında, lazerle indüklenmiş grafen yüzeyler özel peptidlerle modifiye edilerek yalnızca TNT molekülüne tepki veren seçici bir sensör malzemesi elde edildi. Laboratuvar testlerinde, farklı moleküllere tepki vermediği tespit edilen bu sensör, düşük maliyeti ve taşınabilirliği ile dikkat çekiyor.
Malzeme Bilimi ve Mühendisliği Araştırma Görevlisi Dr. Seda Kol, mevcut patlayıcı tespit sistemlerinin genellikle büyük, ağır ve maliyetli olduğunu, artan güvenlik tehditleri nedeniyle daha pratik ve taşınabilir bir malzeme geliştirmeyi hedeflediklerini ifade etti.
“Hem taşınması kolay hem de maliyeti uygun”
Dr. Seda Kol, çalışmanın güvenlik alanındaki ihtiyaçlardan kaynaklandığını vurgulayarak, “Günümüzde ülkeler, artan güvenlik tehditleri karşısında savunma alanına önemli yatırımlar yapıyor. Özellikle patlayıcıların hızlı ve yerinde ölçüm alabilmesi oldukça kritik bir durum. Mevcut sistemlerde bazı engeller ile karşılaşabiliyoruz. Yüksek maliyetli ve taşınması zor cihazlar bu engeller arasında yer alıyor. Bu nedenle, taşınması kolay ve uygun maliyetli, aynı zamanda herkesin kullanabileceği pratik ve güvenilir bir sensör malzemesi geliştirmeyi amaçladık.” dedi.
“Hedef molekülü kolaylıkla algılayabiliyor”
Sensörün çalışma prensibi hakkında bilgi veren Kol, “Sensör malzemesini aslında ‘çok akıllı yüzeyler’ olarak tanımlayabiliriz. Bu yüzeyleri özel peptidlerle modifiye ediyoruz. Bu peptidler sayesinde algılamak istediğimiz hedef molekülü kolaylıkla tespit edebiliyoruz. Ürettiğimiz malzeme, hem hassas hem de seçici bir şekilde çalışıyor. Bu hassasiyet ve seçiciliği, sensörün elektriksel bir değişimi ile ortaya koyuyoruz. Elektriksel değişim, TNT veya hedef molekülün algılanmasını kolaylaştırıyor. TNT’yi algılamak için grafenin yüzeyine özel peptidleri modifiye ettik ve bu peptidler doğrudan TNT’yi algılıyor, farklı bir molekülü algılamıyor. Bu durum, sensör malzememizin ne kadar seçici ve hassas olduğunu gösteriyor. Çünkü mevcut sistemlerde hassasiyet önemli, ancak seçicilik daha da kritik bir mesele. Farklı molekülleri algılayabilen sistemler, cihazın alarm verirken farklı tepkilere maruz kalmasına neden olabiliyor.” şeklinde konuştu.
“Umut vadeden bir proje olarak ortaya çıktı”
Laboratuvar aşamasında umut verici sonuçlar elde ettiklerini ifade eden Kol, projenin prototipinin üretilmesi gerektiğini belirtti. “Yaptığımız çalışma sayesinde oldukça hassas ve hızlı bir malzeme geliştirdik. Sahada uygulama için farklı bölümlerle iş birliği yapmamız gerekiyor, çünkü şu an sadece malzeme odaklı bir ürün geliştirdik. Ancak, bu ürünün ilerleyen yıllarda bir cihaz haline getirilme potansiyeli yüksek. Laboratuvar ortamında etkili ölçümler aldık. Taşınabilir bir malzeme olduğu için sahada uygulanması kolay. Bu nedenle, entegre edilmesi ve küçük cihazlara dahil edilmesi oldukça kolay. Fakat, iş birliği yapılarak bir prototipin üretilmesi şart.” dedi.
Prototip için destek bekleniyor
Havalimanlarındaki büyük X-ray cihazlarının yerine, anlık sahada ölçüm yapabilen küçük cihazlara entegre edilebilecek bir malzeme geliştirdiklerini vurgulayan Kol, “Sensörümüz şu an yalnızca TNT algılayabiliyor. Seçiciliği sağlayan şey, özel peptidler. Bu peptidler yalnızca hedef molekülü tespit ediyor. Bizim hedef molekülümüz TNT olduğu için sadece onu algılıyor, başka bir moleküle tepki vermiyor. Ancak bu çalışma, farklı araştırmalara da entegre edilebilir. Örneğin, glikoz algılamak isterseniz yüzey modifikasyonu farklı şekilde yapılabilir. Sensör konusu oldukça kapsamlı ve karmaşık. Üzerinde çalışmayı çok isterim; fakat bunun için düşük maliyetli üretim sağlanması gerekiyor. Bu konuda destek alırsak, gerçekten önemli bir projeye dönüşeceğine inanıyorum.” şeklinde konuştu.
