Doğanın Taklit Edilmesi: Selüloz Deneyleri Ve İlk Plastik Fikirleri
On dokuzuncu yüzyılın ortalarında sanayileşme hızlanırken birçok doğal hammadde hızla tükenmeye başlamıştı. Özellikle piyano tuşları, taraklar ve bilardo topları için kullanılan fildişi ciddi bir kaynak krizine yol açıyordu. Bu durum kimyagerleri doğanın sunduğu maddeleri laboratuvar ortamında taklit etmeye yöneltti. Modern plastiklerin hikâyesi işte bu ihtiyaçtan doğdu.
İngiliz mucit Alexander Parkes, 1862 yılında Londra’daki Uluslararası Sergi’de yeni bir malzeme tanıttı. Selülozu nitrik asitle işleyerek elde ettiği bu maddeye “Parkesine” adını verdi. Bu malzeme sertleştirilebiliyor, şekil verilebiliyor ve doğal materyallerin yerini alabilecek özellikler gösteriyordu. Parkes’in çalışmaları plastik çağının ilk adımı olarak kabul edilir. Nitekim polimer biliminin öncülerinden Herman Mark, bu sürecin önemini şu sözlerle özetler: "Doğal maddelerin kimyasal olarak dönüştürülmesi, modern polimer biliminin başlangıç noktasıdır."[1]
Parkes’in keşfi kısa sürede başka araştırmacıların da ilgisini çekti. Amerikalı mucit John Wesley Hyatt, selüloz nitrattan geliştirilen yeni bir formül üzerinde çalışarak “selüloid” adı verilen materyali üretti. Bu madde özellikle bilardo topları için fildişine alternatif olarak geliştirildi. Böylece ilk kez doğal bir maddenin yerini alabilecek yarı sentetik bir materyal ticari üretime girmiş oldu. Bu gelişmeler, plastiklerin doğrudan petrolden değil, aslında bitkisel bir madde olan selülozdan doğduğunu gösterir.
[1] Herman Mark, Polytechnic Institute of Brooklyn, "Doğal maddelerin kimyasal dönüşümü modern polimer biliminin başlangıcıdır", Polymer Science Review, New York, 1950
Sentetik Devrim: Leo Baekeland Ve Bakelit’in Doğuşu
Yirminci yüzyılın başına gelindiğinde kimyagerler artık yalnızca doğayı taklit etmekle yetinmek istemiyordu. Amaç, doğada hiç bulunmayan yeni moleküler yapılar oluşturmaktı. Bu devrimin merkezinde Belçikalı kimyager Leo Baekeland bulunuyordu.
Baekeland, 1907 yılında fenol ve formaldehit adlı iki kimyasalın kontrollü reaksiyonu sonucunda tamamen yeni bir malzeme elde etti. Bu madde sertti, ısıya dayanıklıydı ve elektrik akımını iletmiyordu. Baekeland buluşuna “Bakelit” adını verdi. Bugün bilim tarihçileri Bakelit’i “ilk tam sentetik plastik” olarak kabul eder.
Polimer kimyasının gelişiminde önemli bir figür olan Herman Mark, Baekeland’ın başarısını şöyle değerlendirir: "Bakelit yalnızca yeni bir malzeme değildi; insanın ilk kez doğada bulunmayan bir moleküler mimariyi tasarlayabildiğini gösteriyordu."[1]
Bakelit kısa sürede sanayide devrim yarattı. Elektrik prizleri, telefon gövdeleri, radyo kasaları ve otomobil parçaları bu malzemeden üretilmeye başladı. Çünkü metalden daha hafif, ahşaptan daha dayanıklı ve seramikten daha ucuzdu. Modern tüketim toplumunun temel altyapılarından biri bu malzeme sayesinde şekillenmeye başladı.
Kimyager Stephanie Kwolek, polimer araştırmalarının modern dünyadaki önemini şu şekilde ifade eder: "Polimer kimyası yalnızca yeni maddeler üretmez; aynı zamanda teknolojik uygarlığın sınırlarını genişletir."[2]
[1] Herman Mark, Polytechnic Institute of Brooklyn, "Bakelit doğada bulunmayan ilk tasarlanmış moleküler yapılardan biridir", Journal of Polymer History, New York, 1955
[2] Stephanie Kwolek, DuPont Research Laboratories, "Polimer kimyası teknolojik uygarlığın sınırlarını genişletir", Advanced Materials Journal, Delaware, 1990
Modern Dünya Ve Plastik Paradoksu
Yirminci yüzyıl ilerledikçe plastik üretimi adeta patlama yaşadı. Özellikle II. Dünya Savaşı sonrasında petrol türevlerinden üretilen yeni polimer türleri geliştirildi. Polietilen, PVC, polipropilen ve naylon gibi maddeler günlük hayatın vazgeçilmez parçaları haline geldi. Tıpta steril enjektörler, gıda ambalajları, elektronik cihazlar ve otomotiv parçaları plastikler sayesinde daha ucuz ve erişilebilir hale geldi.
Plastiklerin sunduğu bu avantajlar, bilim insanlarını aynı zamanda yeni sorularla da karşı karşıya bıraktı. Günümüzde çevre bilimciler plastik atıkların doğada çok uzun süre kalabildiğini ve mikroplastik adı verilen küçük parçacıkların ekosistemlere yayıldığını ortaya koyuyor. Bu nedenle modern araştırmalar plastiklerin tamamen ortadan kaldırılması yerine daha sürdürülebilir alternatiflerin geliştirilmesine odaklanıyor.
Yeşil kimya alanının öncülerinden John Warner, bu yaklaşımı şu sözlerle açıklar: "Geleceğin malzemeleri yalnızca dayanıklı değil, aynı zamanda doğayla uyumlu olmak zorundadır."[1]
Bilimsel tartışmaların bir başka boyutu ise insanın doğayı anlama ve dönüştürme kapasitesine dair felsefi sorularla ilgilidir. Genetik bilimci Francis Collins, bilimsel keşiflerin anlamını değerlendirirken şöyle bir perspektif sunar: "Bilimin ortaya çıkardığı düzen, evrenin rastlantısal değil anlaşılabilir bir yapıya sahip olduğunu gösterir."[2]
Bugün plastikler modern uygarlığın hem en güçlü araçlarından biri hem de en karmaşık çevresel sorunlarından birini temsil ediyor. 19. yüzyılda fildişine alternatif arayan kimyagerlerin başlattığı deneyler, insanlığın doğayla kurduğu ilişkinin ne kadar derin ve çok katmanlı olduğunu hatırlatan bir hikâyeye dönüşmüş durumda. Her yeni keşif, insanın yalnızca yeni bir madde üretmediğini; aynı zamanda doğayı anlamaya yönelik uzun ve sabırlı bir araştırmanın parçası olduğunu gösteriyor.
[1] John Warner, Warner Babcock Institute for Green Chemistry, "Geleceğin malzemeleri doğayla uyumlu olmak zorundadır", Green Chemistry Perspectives, Massachusetts, 2013
[2] Francis Collins, National Institutes of Health, "Bilimin ortaya çıkardığı düzen evrenin anlaşılabilir bir yapıya sahip olduğunu gösterir", Science and Faith Dialogue, Washington, 2006
YANSIMA Bilimsel Perspektif Dergisi
Ücretsiz Aylık Dijital DergiTel: 0 553 403 88 04 (WP/GSM)bize bu forumdan yazınızMakaleler özgün yorumlar sunar. Ayrıca sitemizdeki resimler; muhabirlerimizn çektiği özgün fotolgraflar, çizerlerimiz tarafından oluşturulan özgün karikatür ve özgün illustrasyonlardan oluşur. Alıntılar tırnak içinde ve kaynak belirtilerek sunulur."Bilgi, paylaşıldıkça artan tek hazinedir."www.yansimabilim.com.tr