Bilkent Üniversitesi araştırmacılarının, denizde, okyanusta ve içme suyunda en büyük kirleticiler arasında gösterilen mikroplastik parçacıkların yarattığı çevre ve sağlık tehdidini hızlı ve yüksek hassasiyette tespit eden cihaz teknolojisi, dünya literatürüne girdi.

Bilkent Üniversitesi Makine Mühendisliği Bölümü Öğretim Üyesi ve Ulusal Nanoteknoloji Araştırma Merkezinde (UNAM) araştırmacı Doç. Dr. Selim Hanay’ın icadına ilişkin veriler, uluslararası bilim dergisi Advanced Materials’de yayımlandı.

Hanay’ın yeni teknolojisi, Avrupa Birliğinin prestijli fon programları olan Avrupa Araştırma Konseyi (ERC) başlangıç ve ERC Proof-of-Concept programları tarafından da desteklendi.

Mikroplastikler bariyerleri aşarak beyinde birikebiliyor

Doç. Dr. Selim Hanay, araştırmasına ilişkin sonuçları, AA muhabirine açıkladı.

Haftada bir kredi kartı boyutundaki mikroplastiğin insan vücuduna girdiğinin öngörüldüğünü aktaran Hanay, bunun yemeklerle, sıvılarla ya da solunum yoluyla alındığını anlattı.

Hanay, boyutları 5 milimetrenin altındaki mikroplastik ve nanoplastiklerin biyolojik olarak çözünür olmadığından vücuttan atılamadığına işaret etti.

“Özellikle 100 nanometre mertebesinin altındaki plastik parçacıklar, hem insan hücrelerinin içine girebiliyor, hem de kan-beyin bariyerini geçerek beyinde birikebiliyor. Bu durum da insan sağlığını tehdit ediyor.” uyarısında bulunan Hanay, mevcut tekniklerin henüz nanoplastikleri algılayabilecek seviyede olmadığına dikkati çekti.

Hanay, bu parçacıkların boyutlarının küçüldükçe vücutta önemli dokularda birikerek sağlığı olumsuz etkilediğini vurguladı.

Özellikle bir insan hücresi boyutu olan 20 mikrometrenin altındaki mikroplastiklerin algılanmasının mevcut teknolojilerde teknik zorluklar yarattığını belirten Hanay, bu aygıtların analizlerinin de uzun sürdüğünü ve maliyetinin de yüksek olduğunu söyledi.

Hanay, konuya ilişkin şu değerlendirmelerde bulundu:

“Bu tür aygıtlarla, tek bir mikroplastik parçacık analizi için en az 10 dakika gerekiyor. Ancak sulardaki bu tehdidi ölçmek için binlerce parçacığın sürekli analiz edilmesi gerekiyor. Günümüzde, yetişmiş doktoralı personel de gerektiğinden bu analizler mevcut durumda yavaş ve pahalı. Örneğin, Avrupa’da bir mikroplastik analizi yaptırmak için bir şirketle anlaşmak istesek, 6 haftadan önce bize sonuçları veremiyorlar.”

Hızlı, pratik sınıflandırma yapabiliyor

Selim Hanay, mikroplastiklerin özellikle içme suyunda takip edilebilmesi için hızlı ve ucuz tekniklere ihtiyaç bulunduğunu, geliştirdikleri sistemin bu ihtiyacı karşıladığını söyledi.

Elektronik bir yöntemle analiz yapabilen ilk cihazı geliştirdiklerini bildiren Hanay, çalışmada ilk olarak 20 mikrometre ve altı boyuttaki mikroplastikleri sınıflandırılabildiklerini belirtti.

Hanay, geliştirdikleri sisteme ilişkin şunları kaydetti:

“Cihaz için geliştirdiğimiz sensörler, mikro boyutlardaki plastikleri, cam materyalleri, titanyum dioksit adı verilen katkı malzemeleri içeren parçacıkları sınıflandırabiliyor. Bu sensörler, mikro akışkan kanal denilen çok küçük sıvı kanallarını kullanıyor. Parçacıklar bu kanalda akarken peş peşe iki tane elektronik ölçüm yapıyor. Bu iki elektronik ölçümü birleştirdiğimiz zaman bu parçacıkların elektronik özelliklerini elde ediyoruz. Bu sistem, daha yavaş çalışan ve daha pahalı spekroskopik yöntemlere göre daha hızlı ve pratik bir sınıflandırma yapabiliyor.”

Sudaki olası tehdit kısa sürede tespit edilebilecek

Selim Hanay, sistemin kullanıma geçmesi için iki kademeli bir plan yaptıklarını anlatarak, “İlk olarak su analizi yapabilen bir servis kurulmasını istiyoruz. Bir kurum, kendi suyunu analiz ettirmek istediğinde bunu çeşitli teknikler kullanarak yapabileceğiz. Sonuçları bir gün gibi bir sürede kullanıcıya geri göndermek istiyoruz. Böylece içme suyuna karışan olası bir mikroplastik kontaminasyon kaynağı kısa sürede tespit edilebilecek.” diye konuştu.

Artan risklere karşı dünya genelinde plastik tüketimi yasaklansa bile bu parçacıkların nehirlerde ve denizlerde biriktiğine dikkati çeken Hanay, çalışmalarının önemini şu sözlerle anlattı:

“Çalışmamız, mikroplastik kirliliğin izlenmesi ve azaltılması için önemli sonuçlar doğuruyor. Cihaz, su örneklerinin yerinde analizi için hızlı, maliyet etkin ve taşınabilir bir çözüm sunuyor. Cihazımız, dünya genelinde nehirler, göller ve okyanuslar dahil olmak üzere çeşitli su ortamlarında mikroplastik kirlilik seviyelerini değerlendirmek üzere konuşlandırılabilecek. Belediyeler, su işletmeleri, bakanlıklar gibi hem Türkiye hem Avrupa’daki paydaşlarla bu teknolojinin nasıl ilerletilebileceğini göstermek istiyoruz.”

Hanay, aynı konuda TÜBİTAK destekli bir başka projelerinde su ve havadaki nanoplastik riskini ölçebilen cihaz geliştirme çalışmalarının devam ettiğini belirtti.

Projeyi Avrupa da destekledi

Projenin gerçek bir uygulamaya dönmesi için çalışmanın ERC başlangıç ve ERC Proof of Concept ile desteklendiğini bildiren Hanay, “Projede yaklaşık 1 yıl kadar daha zamanımız var. Adım adım burada farklı plastik şekillerinin nasıl inceleneceği konusunda kalan sorunlar üzerinde uğraşıyoruz. Bu teknik ilerlemeleri de yaptıktan sonra farklı kurumlara servis olarak bu uygulamayı önereceğiz.” dedi.

Hanay, geliştirdikleri cihazın kavramsal kanıtına ilişkin bulguların Advanced Materials dergisinde yayımlandığını ve bilim dünyasına duyurulduğunu ifade ederek, son olarak projenin pratik uygulamaları için Avrupa Araştırma Konseyinden (ERC) “çığır açıcı” projelere verilen desteği almaya hak kazandıklarını bildirdi.

Dünyanın farklı noktalarında mikroplastik kirliliğe karşı önlemler alınmaya başlandığını ifade eden Hanay, Kaliforniya’da geçen senelerde çıkarılan yasa ile sürekli olarak içme suyundaki mikroplastik kirliliğini kontrol etmeye başlanacağını, Kanada ve Avrupa Birliğinde de şu anda benzer regülasyonların tartışıldığını sözlerine ekledi.