CANLILARIN FOTONİK YAPISI
CANLILARIN FOTONİK YAPISI
Ya renkler olmasaydı! Gökyüzünün siyah, yeryüzünün gri, çiçeklerin renksiz olduğu
bir dünyada yaşıyor olsaydık, hayat ne kadar da tatsızlaşırdı!
Bizlere oldukça tabiî gelen renklilik ve canlılık, Allah’ın (cc) kullarına vermiş
olduğu büyük bir nimettir. Her icraatında düzenin, sanatın, hikmetin ve kudretin
görüldüğü Sâni-i Hakîm, hayatın rengârenk olmasını dilemiştir ve kâinatı en
mükemmel şekilde yaratmıştır. Renkleri yaratan Yüce Rabb’imiz, acaba hangi
sebepleri icraatına perde yapmıştır?
Gördüğümüz ışık, bir elektromanyetik dalgadır ve elektromanyetik spektrumun
yaklaşık 400 nm ile 700 nm arasındaki dalga boylarına tekabül eder. Günümüzde
haberleşmenin büyük bir kısmı, elektromanyetik dalgalar vasıtasıyla
sağlanmaktadır.
Cep telefonu, televizyon ve radyo gibi muhabere vasıtaları, mikrodalga fırınlar,
radar sistemleri elektromanyetik dalgalardan faydalanılarak insanlığın hizmetine
sunulmuş teknolojik nimetlerdir.
Elektromanyetik spektrum; radyo dalgaları, mikrodalgalar, görünür ışık,
kızılötesi, morötesi, X ve gama ışınlarını da barındıran geniş bir yelpazeden
müteşekkildir (Tablo 1). Morötesi ışığın dalga boyu 400 nanometre, kırmızı
ışığınki ise 700 nanometredir (Nanometre bir metrenin milyarda biridir,
dolayısıyla ışık oldukça küçük dalga boylarından meydana getirilmiştir).
Bir ayna düşünelim. Aynaya çarpan ışık, geldiği açıyla aynadan yansımaktadır.
Yani ışığın frekansı veya dalga boyu hiçbir değişikliğe uğramadan gözümüze
ulaşmaktadır. Renklerin meydana gelmesinde rol oynayan fizikî prensip de bir
yönüyle ışığın aynadan yansımasına benzetilebilir. Bir cismin üzerine güneş ışığı
düştüğünde, cisimden, aynadaki gibi gelen bütün dalga boyları değil, sadece
belirli dalga boyları yansır. Bu ışık gözlerimiz vasıtasıyla beyindeki görme
merkezine gönderilir ve burada Yaratıcı’mızın bir lütfu olarak görme gerçekleşir.
Peki cisimleri renkli görmemize vesile olan yapılar nelerdir? Pigment olarak
bilinen tanecikler, renkleri belirlemekle vazifelendirilmiştir. Boya
malzemelerinde de kullanılan pigmentler kimyevî birer maddedir ve ışığın belli
dalga boylarını emerek, o dalga boyuna karşılık gelen ışığı renk olarak
algılamamıza vesile olur. Fakat son yıllarda yürütülen çalışmalar neticesinde
pigmentler olmadan da bazı canlılarda renklerin meydana gelebildiği görülmüştür.1
Bu canlılarda renklerin, pigmentlerden ziyade vücutlarına Allah (cc) tarafından
yerleştirilen fotonik yapılar vasıtasıyla meydana getirildiği tespit edilmiştir.
Canlılardaki fotonik sistemler
Kur’ân-ı Kerîm’de, “Yeryüzünde türlü türlü renklerle, her çeşitten bitki ve
hayvan olarak sizin için yarattığı daha neler neler var! Elbette bunda düşünen
kimseler için alınacak ibret var.” (Nahl-13) âyetiyle Cenab-ı Hak bizleri her an
(çevremizdeki varlık âlemini âfâkî ve enfüsî boyutlarda) tefekkür etmeye ve ibret
almaya çağırmaktadır.
Bazı kuş ve böcek türlerinin renkleri diğerlerine nazaran daha parlaktır.
Avustralya Müzesi’ndeki kelebek türlerinin koleksiyonlarında yapılan dikkatli
gözlemler neticesinde kelebeklerin çoğunun zamanla renklerinin solduğu ve
matlaştığı görülmüştür.1 Fakat bazı kelebek türlerinin aradan uzun süre geçmesine
rağmen, parlak ve canlı renklerini koruduğu tespit edilmiştir. Bazı kelebek
türlerine pigmentler vasıtasıyla verilen renkler, pigmentlerin tesirini
kaybetmesiyle solarken, başka tür kelebeklerde fotonik yapılar vasıtasıyla
üretilen renkler canlı kalmıştır.
Bahsi geçen kelebek türlerinden biri olan Morpho rhetenor kelebeklerine oldukça
canlı ve parlak bir mavi rengin bahşedildiği görülmüştür.2 Ayrıca bu kelebeklerin
renklerinin 800 metre uzaklıktan seçilebildiği de tespit edilmiştir. Bunların
kanatları üzerinde inceleme yapan bilim adamları harika bir yapıyla
karşılaşmışlardır. Zîrâ, fotonik kristaller, bu kelebeklerin kanatlarında en
mükemmel şekilde yer almakta ve vazifelerini yerlerine getirmekteydi.
Bu kelebeklerin kanatlarındaki deri tabakaları ve hava boşlukları düzenli şekilde
dizilerek kristal bir yapı yaratılmıştır. Bu fotonik kristal, ışığın bütün dalga
boylarını geçirip maviyi yansıtarak kelebeklerin kanatlarının parlak mavi renge
bürünmesine vesile olmaktadır. Hoplia coerulea böceklerinde de benzer şekilde
tabakalar hâlinde kristal yapılar görülmüştür.3 Oldukça fazla sayıda katmandan
müteşekkil bu fotonik kristal yapısı da bilim adamları tarafından ancak
1990’larda tespit edilmiş ve üç boyutlu fotonik kristalleri üretmek mümkün hâle
gelmiştir.
Bu noktada, mavi dalga boyuyla ilgili önemli bir hususiyeti belirtmekte fayda
var. Mavi ışık, mor ışık ile birlikte, görünür ışığın en küçük dalga boyuna
karşılık gelir. Bu yüzden mavi dalga boyunda çalışabilecek yapılar birkaç yüz
nanometre seviyesinde olmalıdır. Bu küçüklükte yapıları günümüzde bile üretmek
oldukça zahmetli ve masraflı bir iştir.
Bunları meydana getirmenin ve fonksiyonel bir şekilde canlının vücuduna
yerleştirmenin zorluğu göz önüne alındığında yaratılıştaki mükemmellik daha iyi
anlaşılır. ‘Allah o gerçek İlâhtır ki Hâlık’tır, Bârî’dir, Musavvir’dir. Hasılı,
en güzel isimler ve vasıflar O’nundur. Göklerde ne var, yerde ne varsa hepsi O’nu
tesbih ve tenzih eder. O, Aziz’dir, Hakîm’dir.’ (Haşr-24)
Yine bir başka kelebek türü olan Ancyluris melibous’ta ise farklı maksada mâtûf
bir yapı göze çarpmaktadır. Yüce Yaratıcı bu kelebeklerin kanatlarındaki
renkleri, buraya yerleştirdiği çok katlı fotonik kristalleri kullanarak, en küçük
kanat hareketleriyle bile değiştirmektedir.4 Bunun sebebi; kelebekleri
gözlemleyen birinin, kelebeğin her hareketinde kanatları farklı açılarda
görmesidir. Çünkü bu canlılardaki fotonik kristallerin dikkat çekici bir
hususiyeti de, farklı açılarda farklı renkleri yansıtabilecek şekilde yaratılmış
ve yerli yerine konmuş olmalarıdır.
Bir çeşit deniz kurdu olan Aphrodita’nın tüylerinin hareketi neticesinde farklı
ve canlı renkler yansıtılmaktadır.5 Denizin derinliklerinde çamur içinde yaşayan
ve genelde donuk bir renkte olan bu deniz kurdundaki harika sanat, Rabb’imizin
Müzeyyin sıfatının tecellilerinden sadece biridir.
Tabiattan mülhem fotonik yapılar
Bilindiği gibi ışık, hem dalga hem de tanecik özelliği göstermektedir. Işık foton
adı verilen taneciklerden meydana getirilmiştir. Fotonik yapılar, fotonların
hareketlerine cevap verecek ve bunların belli maksatlarla işe yaramasını
sağlayacak şekilde yaratılmıştır (Biz de benzer şekilde, elektronların
hareketiyle oluşturulan elektrik akımından faydalanmak için elektronik devreler
tasarlamaktayız). Son yıllarda, tabiattaki fotonik yapılardan ilham alınarak
lensler, aynalar ve fotonik kristaller geliştirilmiş, yine fotonik yapılar
kullanılarak ışığın yavaşlatılması, depolanması, ters yönde kırılması ve
filtrelenmesi mümkün olabilmiştir.
1980’li yılların sonuna doğru keşfedilen fotonik kristaller son zamanlarda
uygulamalı fizikte önem verilen konuların başında gelmektedir. Metal veya
yalıtkan malzemelerde moleküllerin periyodik (düzenli) dizilimiyle şekillenen
yapılara fotonik kristal denir. Bu yapılar ile ışığı kontrol edebilmek mümkün
hâle gelmiştir. Mikrodalga frekanslarında başlayan araştırmalar, optik
frekanslara kadar genişletilmiştir. Fakat optik frekanslarda dalga boyu çok küçük
olduğu için yapılar da aynı oranda küçük olmak durumundadır.
Yaklaşık on yıl boyunca bilim adamları optik dalga boyunda çalışacak fotonik
kristaller üretmek için uygun malzeme araştırdılar ve bu kadar küçük boyutlardaki
yapıları elde edebilmek için üretim teknikleri geliştirdiler. Neticede, optik
dalga boylarında çalışabilecek fotonik kristaller üretildi. Fakat daha sonra
yapılan bazı çalışmalar gösterdi ki, aslında fotonik kristal denilen yapılar,
bazı canlıların vücutlarında daha yaratılışlarında mevcuttu.
Bir fotonik kristali küçük boyutlarda üretebilmek için pahalı litografi
cihazlarına, uzman araştırmacılara, optik frekanslarda çalışabilecek malzemelere
ihtiyaç vardır. Bilim adamlarının ancak 20. yüzyılın sonlarına doğru keşfettiği
bu yapılar, her şeyi bilen ve her işini hikmetle yapan Alîm ve Hakîm bir Zât
tarafından canlıların vücudunda açık bir âyet olarak sürekli yaratılmaktadır.
Bu harika hususiyetler sadece hayvanlarda değil bitkilerde2 ve değerli taşlarda5
da mevcuttur.
Nasıl ki gezegen ve yıldızlarda tecelli eden ilâhî kudreti müşahade edebilmek
teleskopların icadıyla, canlılarda hücre seviyesinde cereyan eden hayatî
mekanizmaları anlayabilmek mikroskopların geliştirilmesiyle mümkün hâle
gelmiştir, aynı şekilde, fotonik seviyedeki hâdiseleri görüntüleyebilmek de
nanometre ölçeğinde çalışan cihazların geliştirilmesiyle imkân dairesine
girmiştir.
Canlılardaki yaratılış harikaları elbette burada anlatılanlarla sınırlı değildir.
Gelecekte atom ve atomaltı parçacıklar gözlemlenecek olursa, şüphesiz ki bugün
hayal bile edemeyeceğimiz mükemmelikler ve henüz bilmediğimiz nice güzellikler
ortaya çıkarılacaktır.
Kar©glan Başağaçlı Raşit Tunca
