Araştırmacılar, yüzyıllar boyunca istiridyelerin düzensiz şekilli kum taneleri veya moloz parçaları etrafında nasıl şaşırtıcı derecede simetrik, mükemmel yuvarlak incileri büyüttüğü konusunda şaşkına döndüler. Şimdi ise bir ekip, istiridye, midye ve diğer yumuşakçaların, doğadaki matematiksel kuralları izleyen değerli taşları büyütmek için karmaşık bir süreç kullandığını keşfetti.
İnciler, bir yumuşakçanın içine hapsolduğunda oluşur ve hayvan, etrafında sedef adı verilen pürüzsüz mineral ve protein katmanları oluşturarak kendini korur. Bir analize göre, bu asimetrik merkez üzerine inşa edilen her yeni sedef tabakası, kendisinden öncekilere tam olarak uyum sağlayarak ve düzensizlikleri yumuşatarak yuvarlak bir inci elde edilmesini sağlıyor.
Avustralya Ulusal Üniversitesi'nde biyojeokimyacı olan Laura Otter; sedefi, bazı deniz kabuklarının içlerinde veya incilerin dışında gördüğümüz inanılmaz derecede güzel, yanardöner ve parlak bir malzeme olarak tanımlıyor.
Otter ve meslektaşları, bir incinin sedef katmanları döşerken simetrik büyümesinin, yumuşakçanın iki temel yeteneği dengelemesine bağlı olduğunu keşfetti. İnci, oluşurken ortaya çıkan büyüme farklılıklarını düzelterek, bu varyasyonların incinin birçok katmanına yayılmasını engeller. Aksi takdirde, ortaya çıkan mücevher orantısız olacaktır.
Ayrıca yumuşakça, sedef katmanlarının kalınlığını da ayarlar, böylece bir katman özellikle kalınsa, sonraki katmanlar buna tepki olarak daha ince olur. Bu, incinin mükemmel bir şekilde yuvarlak ve düzgün görünmesi için binlerce katmanında benzer bir ortalama kalınlığı korumasına yardımcı olur. Sürekli devam eden bu ayar mekanizması olmadan, bir inci, şeklini bozan küçük kusurları büyüterek tabakalı tortul bir kayaya benzeyebilir.
Pembe gürültü
Araştırmacılar, Avustralya’da bir inci çiftliğinde Akoya İnci İstiridyelerinden toplanan “keshi” incilerini incelediler ve incileri enine kesitler halinde kesmek için elmas tel testere kullandılar. Ardından incilerin yapısını karakterize etmelerini sağlayan ve tahribat vermeyen bir teknik olan Raman Spektroskopisini kullanarak mücevherleri cilaladılar ve incelediler. İncilerden biri için 548 gün boyunca biriktirilen tam 2615 katman saydılar.
Analiz, incilerin sedef katmanlarının kalınlıklarındaki dalgalanmaların ve rastgele gibi görünen olayların gerçekte bağlantılı olduğunu ortaya çıkardı. Ayrıca güç spektral yoğunluğunun sinyalin frekansı ile ters orantılı olduğu bir sinyal olarak tanımlanan “1/f gürültüsü” veya “pembe gürültü” adı verilen sinyali sergilediğini keşfetti. Bu durumda, farklı kalınlıklarda sedef katmanlarının oluşumu rastgele görünebilir ancak aslında önceki katmanların kalınlığına bağlıdır. Aynı sinyal, sismik aktivitede de işler: Yerin titremesi rastgele görünebilir, ama aslında daha önceki sismik aktivite ile bağlantılıdır. Bilim insanları, pembe gürültünün klasik müzikte ve hatta kalp atışlarını ve beyin aktivitesini izlerken bile ortaya çıktığını, bu sinyallerin evrensel bir davranış ve fizik sınıfına ait olduğunu söylüyor.
Sedef, bir kusur ortaya çıktığında, harici bir yapı iskelesi veya şablon kullanmadan birkaç katman içinde kendi kendini iyileştirebilir. Bu mütevazi yaratıklar, süper hafif ve süper dayanıklı bir malzemeyi bizim tüm teknolojimizle yaptığımızdan çok daha kolay ve daha iyi yaparlar. Sadece kalsiyum, karbonat ve proteinden yapılan sedef, yapıldığı malzemelerden 3.000 kat daha sağlamdır.
Son günlerde bilim insanlarının araştırmaları sonucu ortaya çıkan bu yeni inci anlayışının, enerjiyi daha verimli kullanan güneş panelleri veya uzay gemilerinde kullanım için optimize edilmiş sert ve ısıya dayanıklı malzemeler gibi yeni nesil süper malzemelere ilham verebileceği konuşuluyor.