Log #14

merhabalar herkese.

yorgun ve üretkenlikten uzak geçirdiğim başka bir gün daha ve bir türlü uykum da gelmediği için en azından rastgele bir şeyler yazayım diye düşündüm.

Son zamanlarda üzerinde çok düşündüğüm, kendimle ilgili bir gözlemim var, son 1-2 yılda üretkenliğim ciddi manada düştü. Üstelik artık kendimi idealist de hissetmiyorum. Eskiden zor olanı seçmeye daha meyilliydim sanki, zor ve doğru olanı. İdeal olarak gördüğüm kararlar için gerekirse kendimden, sağlığımdan ve zamanımdan taviz veriyordum. Hala bir nebze öyle olsa da karşılaştırılamayacak ölçüde daha az gerçekleşiyor. Bu ciddi motivasyon kaybını neye borçlu olduğumu da inanın hiç bilmiyorum. Aslında sorumluluk bilinci ile değil de büyük motivasyonlar ve idealler çerçevesinde hareket ediyormuşum meğersem. Kendimi neredeyse hiçbir zaman sorumlu birisi olarak görmedim. Başka insanlara karşı bir nebze daha iyi halletsem de özellikle kendime karşı ve yapmam gereken görevlere karşı pek sorumlu biri olduğum söylenemez. Yani hepimizin anladığı anlamda "görev bilinci" pek yok diyebilirim. Sürekli çalışma gayreti göstersem de son 1-2 yılda başka ihtiyaçlarım çok daha ön plana çıkmaya başladı ve çalışmaktan daha az keyif almaya başladım. Tabii ki hala meraklıyım ve bilimin, yapılabilecek en üst erek olduğuna dair inancım hala tam. Burada beni hayrete düşüren şey geçmişe göre yaptığım kıyas. Sanırım işlerin hep iyiye gideceğine dair saf bir inancım vardı. Hayır yani bu hiç adil değil. Becerilerimi ve yaratıcılığımı boşa harcıyormuşum gibi hissetmeye başladım. Bu hiç adil değil çünkü hem mental hem fiziksel olarak yaşadığım sağlık sorunlarını büyük ölçüde halletmeme rağmen hala bu yönde bir düzelme olmaması, bazı şeylerin hala eksik kalması, hiç adil değil. Çünkü çok fazla zaman harcıyorum ve buna ek olarak harcadığım enerjiye nazaran elde ettiğim kazanım çok minimal düzeyde. Değmiyormuş gibi hissetmeye başladım. Eskiye nazaran, birkaç sene öncesine kıyasla, en büyük farklardan birisi, eskiden daha tutkulu birisi olmamdı. Yani böyle yeni bir şeyler öğrenirken, bir kitap okurken -özellikle bilimle alakalıysa- böyle içim kıpır kıpır oluyordu. Kalp atış hızımdaki değişimleri hissedebiliyordum. Gerçekten araştırma yapmaksa bunun tam tersi dünyanın en sıkıcı işlerinden biri olabilir. Yani paper-work yapmayı bile tercih edebilirim o derece sıkıcı. Özellikle veri toplama aşaması... Her gün laboratuvarda sürekli aynı prosedürleri defaaten yapıp durmak... Zekamıza hakaret gibi hissediyorum :D. Ama öte yandan da olmazsa olmaz bir şey. Laboratuvar işinden genel olarak keyif alıyorum yanlış anlaşılmasın, ama benimle ilgili şöyle bir sıkıntı var, bugüne kadar hemen hemen her hocamdan duyduğum bir eleştiri; ne yaparsam yapayım çabuk sıkılıyorum. Çok çabuk sıkılan birisiyim. Bu sebepten ötürü ki aynı anda çalıştığım birçok farklı proje var. Birine başladıktan çok kısa bir süre başka birine başlıyorum. Bu şekilde bir döngüye giriyor, ilginç bir şekilde çok uzun bir zaman aralığına yayarak çoğunu bitirmeyi de başarıyorum. Ancak çabuk sıkılan birisi olduğum için rutin yapılması gereken bir ölçüm beni hemen sıkıyor -her ne kadar laboratuvarda bulunmaktan keyif alsam da.

Algler ve elektrik

Microalgae (Nannochloropsis sp.). Image cr: CSIRO / Wikimedia Commons, CC BY 3.0.

Buraya tarihe not olsun diye düşmek istediğim bir konu var. Genel olarak alglere özel ilgisi olan biriyim ve sebepten ötürü bu canlılarla ilgili bulabildiğim hemen hemen her içeriği tüketmeye çalışıyorum. Birkaç sene önce YouTube'da Cody's Lab kanalında denk geldiğim bir video vardı, bir alg paneli yapıyordu. Daha sonra benzer başka alg panelleri gördüm, bazı versiyonlarıyla algler üzerinden elektrik üretimi bile mümkündü. Wow... Bunun yapılabilirliğinden kime bahsetsem hayrete düşüyor. Düşmemek elde değil. İlk bakışta çok ütopik duruyor çünkü. Yani bizim bilhassa göllerde ve sığ denizlerde denk geldiğimiz bu yosunumsu canlılar elektrik mi üretiyor? Aslında cevap canlının kendisinde değil, fotosentezin yapısında. Yani bir alg ile elektrik üretimini sağlayan mekanizmanın bire bir aynısı fotosentez yapan her bakteri veya bitki için de geçerli.

Peki bunun arkasındaki logic nedir tam olarak?

Her şeyden önce fotosenteze bir başlayalım. Fotosentez sırasında klorofil gibi pigmentler bir fotonu absorbe ediyor ve bu enerji pigmentteki bir elektronu daha yüksek bir enerji seviyesine çıkarıyor. Elektron daha sonra bir elektron taşıma zincirine aktarılıyor; kaybedilen elektronların yeri suyun parçalanmasıyla dolduruluyor ve bu sırada O₂ açığa çıkıyor. Zincir boyunca gerçekleşen bu elektron transferleri sonucunda ATP (hücrenin temel enerji taşıyıcısı) ve NADPH (yüksek enerjili elektronları taşıyan molekül) üretiliyor, bunlar da daha sonra CO₂'nin organik karbona indirgenmesinde kullanılıyor. Yani en kaba haliyle fotosentez, ışık enerjisini kimyasal enerjiye dönüştüren bir redoks mekanizması.

Buradaki temel fikir de oldukça basit. Normalde bu yüksek enerjili elektronlar hücrenin kendi metabolizmasında kullanılıyor. Ancak bazı siyanobakteriler ve algler elektronların küçük bir kısmını hücre dışına aktarabiliyor veya çevreye elektron verebilecek indirgenmiş moleküller salgılayabiliyor. Eğer ortama bu elektronları kabul edecek bir elektrot yerleştirilirse, elektronlar anoda aktarılıyor ve dış devre boyunca akarak elektrik akımı oluşturuyor. Devrenin diğer ucundaki katotta ise elektronlar genellikle oksijenin indirgenmesi gibi bir reaksiyonda tüketiliyor. Yani ortada aslında minyatür bir fotosentetik pil var. Bu sistemlere genellikle biophotovoltaic cells, yani kısaca BPV, deniyor. Klasik güneş panelinden farkı, fotonların doğrudan bir yarıiletkende elektrik üretmesi yerine önce canlı bir organizmanın fotosentetik elektron taşıma zincirine girmesi. En basit haliyle süreç şöyle: ışık → fotosentez → yüksek enerjili elektron → elektrot → elektrik akımı. Bazı sistemlerde elektronların hücreden elektrota taşınmasını kolaylaştırmak için “electron mediator” denilen aracı moleküller kullanılıyor; bazı siyanobakteriler ve algler ise bunu belirli ölçüde doğrudan yapabiliyor.

Tabii önemli bir sorun var: üretilen güç oldukça düşük. Yani şimdilik bir gölü kablolayıp şehre elektrik verme noktasında değiliz . Asıl ilginç olan, canlı ve kendi kendini yenileyen fotosentetik bir sistemin güneş ışığını kullanarak sürekli elektrik üretebilmesi. Bu yüzden BPV sistemleri bugün daha çok düşük güçlü sensörler ve uzun süre bakım gerektirmeyen küçük elektronik sistemler açısından ilgi çekici. Benim için ilgi çekici olmasının sebebi ise kesinlikle buradaki teknolojik verimle alakalı değil. Eğer hedefim yüksek verim almak olsaydı direkt konvansiyonel anlamda bir güneş paneli kurmaya yönelirdim. Ancak mühendislik açısından çok heyecan verici ve ilginç geliyor. Gelecekte bahçesi olan bir eve yerleşirsem bahçenin büyük bir kısmını bir alg akvaryumunun kaplayacağını şimdiden hayal edebiliyorum. Algler üzerine çeşitli deneylerin yapılabilirliği yanı sıra, karbon emisyonlarını azaltırken bir yandan da elektrik üretme fikri çok basit ama aynı anda çok ütopik geliyor...