Stanford Üniversitesi’nden araştırmacılar, eski bir oyuncaktan esinlenerek elle dönen bir kağıt santrifüj geliştirdiler. Şaşırtıcı bir şekilde, cihazın maliyeti sadece 20 cent (0.75 TL) ve sadece 15 dakikada kan sıtmasını tespit edebiliyor.
Santrifüj, dünyanın dört bir yanındaki hastaneler ve laboratuvarlar için vazgeçilmez bir araçtır. Santrifüjlerin kullanımının önündeki problem ise; pahalı, hantal ve elektrik enerjisi gerektiriyor olmaları. Tropikal hastalıkların geliştiği yoksul bölgelere bu araçların gelişi zor olabilir ve elektrik enerjisi gerektirdiği için sağlık görevlilerinin işlerini yapmalarını kısıtlayabilir.
Bu engellerin üstesinden gelmek için bilim insanları, salata eğiricilerinden ve manuel yumurta çırpıcılardan santrifüjler üretmeye çalıştı ancak mutfak araçları ile gerekli hızlara çıkılamadı. Nature Biomedical Engineering dergisinde yayınlanan makaleye göre Stanford Üniversitesi’nden Manu Prakash liderliğindeki bir araştırma grubu, kağıt tabanlı ultra-düşük maliyetli, hafif, insan gücüyle çalışan bir santrifüj geliştirdi.
“Kağıt Çözücüsü” olarak adlandırılan cihaz 125.000 devir/dakika hıza (rpm) erişebilir ve 30.000 g’a eşdeğer santrifüj kuvvetleri uygulayabilir. Elektrikli olmayan önceki çalışmalara kıyasla kabaca yüz kat daha hızlıdır. İnsan gücüyle çalışan bir cihaz için şimdiye kadarki en hızlı dönme hızı olarak kaydedilmiştir.
Hastalıkları test ederken, klinisyenlerin daha ileri analiz için kanları farklı bölgelere ayrıştırması gerekir. Gösterilerde, kağıt kanalı, kanı yaklaşık 20.000 devir /dakikada santrifüjlemeyi başardı. Bu hız, konvansiyonel tezgah üstü santrifüjlerle karşılaştırılabilir bir hız. Kağıt hunisi saf plazmayı 90 saniyeden daha kısa sürede tam kandan ayırabildi ve daha önemlisi sıtma parazitlerini 15 dakika içinde izole edebildi.
Tasarım, M.Ö. 3.300 yıllarına dayanan bir fırıldak veya buzzer oyuncağını temel almıştır. Cihazın çeşitlemeleri antik Çin’de, ortaçağ Avrupa’sında, sömürge ABD’de ve yerli Kuzey Amerikalılar arasında mevcuttu. Çalışması için, merkezden geçen ipleri çekerek dairesel bir disk döndürülür. Kağıt çözücü, araştırmacıların “doğrusal olmayan osilatör” olarak tanımladığı aynı ilkeye göre çalışır. Kollara kuvvet uygulandığında, ipleri çözerek merkezi diskin dönüşü sağlanır. Teller tamamen çözüldükten sonra geri sarılmaya başlar, süper sargılı bir yapı oluştururlar.
Kağıt hunisi farklı malzemelerden yapılabilir. Araştırmacılar en temelinde olta teli, kağıt ve ahşaptan yapılmış bir versiyon gösterdiler. Diğer versiyonlar polidimetilsiloksandan (yaygın bir silikon esaslı organik polimer), plastikten ve üç boyutlu baskı malzemelerinden imal edildi. Böylece toplu üretim mümkün oldu. Madagaskar’daki saha testleri cihazın temel olarak herkes tarafından hayati tıbbi testlerde kullanılabilir olduğunu gösterdi.
Santrifüjün çalışması hakkında daha fazla detay için aşağıdaki videoyu izleyebilirsiniz.
Burak Kesayak
Ondokuz Mayıs Üniversitesi Elektrik Elektronik Mühendisliği
Endüstri 4.0 Platformu
Takip: https://twitter.com/BurakKesayak
Referanslar:
http://gizmodo.com/this-human-powered-paper-centrifuge-is-pure-genius-1790996940
http://www.nature.com/articles/s41551-016-0009
http://interestingengineering.com/20-cent-paper-centrifuge-can-detect-malaria-in-15-minutes/
