Yılda 83 bin ton çay atığı

Çay bahçelerinden toplanan yeşil çay filizlerinin fabrikalarda işlenirken ayrılan lifli kalın kısımları; çay atığı veya çay çöpü olarak adlandırılıyor. Araştırmalara göre Türkiye’de çay üretimi sonucunda yılda yaklaşık 83 bin ton çay atığı oluşuyor. Öğrenciler, bu büyük atık kaynağını bilimsel bir fırsata dönüştürerek çay posasındaki doğal bileşenleri kullanıp gümüş nanoparçacıklarla güçlendirilmiş hijyenik bir yüzey kaplama teknolojisi geliştirdi.

Gümüşün yeşil yolculuğu

“Gümüşün Yeşil Yolculuğu: Atık Çay Polifenolleri ile Güçlendirilmiş Hijyenik Kaplama Teknolojisi” adı verilen proje, yapılan laboratuvar testlerinde yüzde 99,5’e varan antibakteriyel etki göstererek dikkat çekti. Proje aynı zamanda TÜBİTAK 2204A Lise Öğrencileri Araştırma Projeleri Yarışması’nda binlerce proje arasından ilk 6’ya girerek önemli bir başarı elde etti. Sağlık ve hijyen alanında oldukça önem taşıyan projenin farklı testler yapılarak daha da geliştirilmesi hedefleniyor.

Antibakteriyal kalkan

Geliştirilen antibakteriyel kaplama, su bazlı vernik ve benzeri kaplama malzemelerine entegre edilerek farklı yüzeylerde kullanılabilecek şekilde tasarlandı. Boya, vernik ve çeşitli kaplama ürünlerinin içine katılarak duvarlar, masa yüzeyleri, kapı kolları gibi temasın yoğun olduğu alanlarda uygulanabileceği belirtildi. Özellikle hastaneler, laboratuvarlar, gıda üretim tesisleri ve kuaförler gibi hijyenin kritik olduğu ortamlarda yüzeyleri bakterilere karşı daha güvenli yapacağı ifade edildi.

“Sıfır atık kapsamında, çay atığını değerlendirdik”

Projenin fikir aşamasını anlatan öğrencilerden Derin Şengül, bakterilerin yüzeylerde oluşturduğu risklerin bu çalışmanın çıkış noktası olduğunu belirtti. Şengül, “Yaptığımız araştırmalarda bakterilerin birçok yüzeyde ciddi sorunlara yol açtığını gördük. Antibakteriyel kaplamaların bu soruna karşı etkili bir çözüm olduğunu fark ettik ancak bu kaplamaların çok yaygın kullanılmadığını gördük. Bu nedenle kendi kaplamamızı geliştirmeye karar verdik. Gümüş nanoparçacıklar geniş yüzey alanı sayesinde güçlü antibakteriyel özellik gösteriyor. Bu yüzden ana ham madde olarak gümüş nanoparçacık kullanmaya karar verdik. Bunun yanında sıfır atık yaklaşımı kapsamında çay atığını değerlendirmeyi hedefledik” şeklinde konuştu.

Hastanelerden okullara kadar geniş kullanım alanı

Projede yer alan öğrencilerden Leyla Omar ise bakterilerin yalnızca hastanelerde değil günlük yaşamın birçok alanında bulunduğunu söyledi. Omar, “Kaplamayı üretirken çevre dostu yeşil sentez yöntemini kullandık. Ayrıca su bazlı vernik ile gümüş iyonlarını entegre ettik. Bu sayede kokusuz ve renksiz bir kaplama elde ettik. Duvarlar, masa yüzeyleri ve birçok farklı yüzeyde kullanılabilir. Hastaneler ve sağlık kuruluşları, laboratuvarlar, kuaförler, gıda üretim tesisleri, okullar ve toplu yaşam alanları olabilir. Yaptığımız testlerde bakterilerin üremesi için en uygun ortamda bile kaplamanın yüzde 99,5’e varan antibakteriyel etki gösterdiğini gördük. Farklı ortamlarda yaptığımız deneylerde yüzde 100’e varan antibakteriyel etkinlik de gözlemledik” dedi.

Zorlu ama başarılı bir süreç

Projede yer alan öğrencilerden Çağan Gültekin ise projenin uzun ve zorlu bir çalışma süreci sonunda ortaya çıktığını söyledi. Gültekin, “Proje boyunca ekip olarak sürekli birlikte çalıştık. Bazen derslerle birlikte yürütmek zor oldu, çok yorulduk ve bazı denemelerde başarısız olduk. Ancak pes etmedik. Her başarısızlıktan sonra tekrar denedik ve hatalarımızdan öğrenmeye çalıştık. Sonunda böyle bir proje ortaya çıktı ve projemizin daha da gelişeceğine inanıyoruz” diye konuştu.

“Farklı çalışmalar öğrencilerime ilham verdi”

Projeye rehberlik eden Rize TOBB Fen Lisesi Kimya Öğretmeni Kadriye Dinç, öğrencilerin yerel bir atıktan yola çıkarak böyle bir teknoloji geliştirmesinin oldukça değerli olduğunu söyledi. Dinç, “Uzun yıllardır öğrencilerle birlikte projeler yaparak onları bilimle tanıştırmaya çalışıyorum. Okulumuzda artık bilimle ilgili bir kültür oluştu diyebilirim. Gerçekten öğrencilerimiz çok meraklı ve bu meraklarının her geçen gün arttığını görüyorum. Onların bu ilgisi bize yansıyınca biz de kayıtsız kalamıyoruz. Sene başında öğrencilerim ’Hocam çok güzel bir proje fikrimiz var’ dediklerinde ben de gerçekten çok heyecanlanmıştım. Projeyi dinlediğimde değerli bir çalışma olabileceğini düşündüm ve öğrenciler araştırmalarına başladılar. Ülkemizde yürütülen sıfır atık politikası ve yeşil sentez yaklaşımı, yani çevreye zarar vermeden faydalı ürünler üretme çabası her geçen gün daha da önem kazanıyor. Öğrencilerimiz de bu yaklaşımın içinde olmak istediler. Çalışmalarında bir atık ürün kullanmayı düşündüler ve bunun yerel bir atık olmasını istediler. Rize’de çok sayıda çay fabrikası var ve bu nedenle oldukça fazla çay atığı oluşuyor. Çay üzerine yapılan farklı çalışmalar da öğrencilerimize ilham verdi. Üniversitemizde ve çeşitli kurumlarda çay atığıyla ilgili çok güzel projeler yapıldığını gördüler. Bunun üzerine ’Öğretmenim biz de çay atığını kullanabiliriz’ diyerek çalışmaya başladık” dedi.

“Test sonuçları başarılı çıktı”

Projede sağlık alanına yönelik bir çözüm geliştirmeyi hedeflediklerini belirten Dinç, çalışmanın nanoteknoloji ve çevre dostu üretim anlayışını buluşturduğunu ifade etti. Dinç, “Ne yapabiliriz diye düşünürken sağlık alanına yöneldik. COVID-19 pandemisi ve hastane enfeksiyonları gibi sorunlar öğrencileri bu alanda bir çözüm geliştirmeye yönlendirdi. Gümüş, altın ve çinko gibi parçacıkları değerlendirmeye başladılar. Gümüşün antibakteriyel özelliği biliniyor ancak maliyeti yüksek. Biz de gümüşü çay atıklarıyla birleştirerek nanoteknoloji yardımıyla nano düzeyde üretip kaplama malzemesine entegre ederek antibakteriyel bir ürün elde etmeyi hedefledik. Yaptığımız analizler sonucunda çayın bu çalışma için oldukça uygun bir materyal olduğunu gördük. Öğrenciler su bazlı ve çevre dostu bir vernik kullanarak elde ettikleri nanoparçacıkları kaplamaya entegre ettiler. Böylece yüzeylere uygulanabilecek bir kaplama ürünü ortaya çıktı. Küçük bir prototip oluşturduk ve bunu ilimizdeki ilgili kurumların laboratuvarlarında test ettik. Sonuçlar bizi gerçekten heyecanlandırdı çünkü kaplamanın antibakteriyel özellik gösterdiği görüldü. Proje şu anda geliştirme aşamasında. Ar-Ge çalışmalarıyla ilerletmeyi planlıyoruz. Hastaneler, laboratuvarlar, gıda sektörü ve bakterinin üreyebildiği birçok ortamda kullanılabileceğini düşünüyoruz. TÜBİTAK 2204A yarışmasında binlerce proje arasından önce ilk 6’ya girdik. Bu bizim için çok önemli bir motivasyon oldu. Henüz ticari bir teklif yok ancak proje geliştikçe çok daha güzel sonuçlar ortaya çıkacağına inanıyoruz” diye konuştu.

Pandemiler ve bulaşıcı hastalıklar açısından önemi

COVID-19 pandemisi, virüs ve bakterilerin yüzeyler üzerinden de hızla yayılabildiğini tüm dünyaya gösterdi. Hastaneler, okullar, toplu taşıma araçları ve kamuya açık alanlarda yüzey hijyeninin ne kadar kritik olduğu bu süreçte daha net ortaya çıktı. Rize TOBB Fen Lisesi öğrencilerinin geliştirdiği antibakteriyel kaplama, bu açıdan önemli bir potansiyel taşıyor. Yüzeylerde bakteri oluşumunu büyük ölçüde engelleyebilen bu teknoloji; özellikle hastaneler, laboratuvarlar, gıda üretim tesisleri ve toplu kullanım alanlarında hijyen seviyesini artırabilecek bir çözüm olarak değerlendiriliyor. Yerel bir tarım atığı olan çay atığından geliştirilen bu kaplama, bulaşıcı hastalıklarla mücadelede çevre dostu ve yenilikçi bir yaklaşım sunması bakımından dikkat çekiyor.

“Amacımız beyin kanseri hastalarında tedavi seçeneği oluşturmaktı”

Amaçlarının, beyefendisine geçebilen toksisitesi düşük yeni bir nano eser geliştirmek olduğunu söyleyen Prof. Dr. Akif Hakan Kurt, “Biz aslında projemize 2020 yılında başladık. Projemizdeki asıl hedefimiz, glioblastoma hastalarında yani halk lisanıyla beyin kanseri hastalarında bir tedavi seçeneği oluşturmaktı. Burada en değerli problemimiz, glioblastoma hastalarında hayat mühletinin 1 ile 5 yıl ortası olması, ilaçlara karşı direnç göstermesi ve tedavi seçeneğinin çok kısıtlı olmasıydı. Bizim hedefimiz, bilhassa beyefendisine geçebilen, toksisitesi düşük yeni bir nano eser geliştirmekti. Bunun için 3 etken husustan yararlandık. Bir tanesi, bilhassa kuersetin, propolisin içinde bulunan ana etken husus. Birçok bitkide bulunan bu flavonoidin anti-kanser tesiri, antibakteriyel tesiri ve antioksidan tesirleri kelam konusu. Tek dertli olan süreci, beyefendisine geçmesi sıkıntı olan bir molekül olmasıydı. Biz de bu molekülü nasıl beyefendisine geçirebiliriz diye düşündük ve bilhassa beyefendisine taşıyıcı molekül olarak gümüş ve kitosanı kullandık. Gümüş, tarih boyunca kullanılan, antibakteriyel, anti-kanser tesirleri de olan değerli bir unsur. Biz bu projede koloidal, yani nano boyutta gümüşü kullandık. Ayrıyeten burada ‘kitosan’ dediğimiz husus, yengeç, karides üzere kabuklu canlıların dışında yer alan, antibakteriyel ve anti-kanser tesirleri olan, non-toksik, doku uyumlu ve asgarî seviyede ziyanı olabileceğini düşündüğümüz bir taşıyıcı olarak kullanabileceğimiz ikinci molekülümüzdü” dedi.

“Geliştirdiğimiz nano molekül, direkt kanserli hücreye ulaşabiliyor”

Beyin kanseri tedavisinde kıymetli bir çalışmaya imza atan Prof. Dr. Akif Hakan Kurt, geliştirdikleri nano eserin, beynin kollayıcı bariyeri olan beyin omurilik sıvısını (BOS) aşabildiğini ve direkt kanserli hücrelerin içine ulaşabildiğini belirtti, Kurt, “Biz, kitosan ve gümüşe kuersetin yükleyerek nano bir molekül elde ettik. Bu elde ettiğimiz nano molekül, artık ‘beyin omurilik sıvısı’ dediğimiz, BOS olarak da bilinen beyefendisine geçişi engelleyen kısmı geçebilecek ve kansere ulaştığında, bilhassa kanserli hücrenin içine kadar geçebilecek bir eser olarak tasarlandı. Bu eserimizin tasarlanmasında, Bolu Abant İzzet Baysal Üniversitesi Fen-Edebiyat Fakültesi Kimya Kısmı öğretim üyelerinden Elif Berna Ulutaş hocamızın önderliğinde, birçok hocamızla birlikte nano eserimizi geliştirme sürecini bir buçuk yıl içerisinde tamamladık. Bu elde ettiğimiz nano eserimizin, sahiden nano bir eser olduğunu ve yapısal özelliklerinin karakterizasyon süreçlerini tamamladık” diye konuştu.

“Molekülümüz hem kanser hücrelerini yok ediyor hem de dirençli bakteriler üzerinde etkili”

Prof. Dr. Akif Hakan Kurt, geliştirilen nano molekülün sırf beyin kanseri hücrelerinde değil, tıpkı vakitte antibiyotiklere dirençli bakteriler üzerinde de tesirli olduğunu kaydetti. Kurt, “Kanser hücrelerinde yani U118MG glioblastoma hücrelerinde birinci denemelerimizi gerçekleştirdik. Denemelerimizde, elde ettiğimiz molekülün kanser hücreleri üzerinde güçlü apoptotik tesiri olduğunu gözlemledik ve bu molekülü geliştirme safhalarına devam ettik. İkinci bir evrede ise, elde ettiğimiz üç molekülün oluşturduğu yeni molekülün antibakteriyel tesirler de içerebileceğini düşündük. Zira gümüş güçlü bir antibakteriyeldir. Tekrar, kitosan da bilinen ve besinde dahi kullanılabilen antibakteriyel özelliğe sahiptir. Dirençli bakteriler için kullanılabileceğini düşündük ve burada Mikrobiyoloji Anabilim Dalı’ndan Fatma Avcıoğlu hocamızla birlikte antibakteriyel tesirlerini test ettik. Bilhassa dirençli bakteriler üzerinde çok olumlu tesirler gözlemledik. Bu etken hususların güçlü antibakteriyel tesirli olduğu aslında biliniyordu. Sonuçlar, eserin güçlü bir antibakteriyel casus olarak da kullanılabileceğini gösterdi” tabirlerini kullandı.

“Bu hususların yara uygunlaştırıcı özelliği de var”

Geliştirilen nano molekülün sırf kanser ve enfeksiyon tedavisinde değil, birebir vakitte yara uygunlaşmasını hızlandıran bir formda da kullanılabileceğini belirten Prof. Dr. Akif Hakan Kurt, “Bu, öteki bir açıdan da kıymetli. Bu hususların yara uygunlaştırıcı özelliği de var. Bu yara güzelleştirme özelliği, yatak yaralarında, diyabet yaralarında ve birçok farklı yara tipinde bu molekülün krem formu üzere yeni biçimlerde tasarlanarak kullanılmasını da mümkün kılmaktadır. Yani, elde ettiğimiz molekül, makul özellikleriyle anti-kanser tesirli, muhakkak özellikleriyle antibakteriyel tesirli, birtakım özellikleriyle ise anti-inflamatuvar tesire sahip olup yara güzelleşmesini hızlandırıcı tesir göstermektedir” dedi.

“Patentimizi aldık, yerli sanayi iş birliğiyle üretim hedefleniyor”

Projelerinin patentini aldıklarını söyleyen Prof. Dr. Akif Hakan Kurt, geleceğe yönelik planlar hakkında bilgi verdi. Kurt, “Çalışmalarımız hala devam ediyor. Bunun yanında, yaptığımız çalışma sonuçlarını bilhassa nanoteknoloji alanında dünya çapında kıymetli bir mecmuada yayınladık. Yayınladıktan sonra, birinci yılın sonunda bu yıl patentimizi aldık. Yerli firmalarla, eserimiz hakkında sanayi iş birliği kapsamında gelecekte ilaç olarak üretilebilmesi için görüşmeler yapmaktayız. Sıhhat Bakanlığı’nın da takviyesiyle birlikte, Sıhhat Dairesi Projeler Başkanlığı’ndan Züfer Bey’in de bize çok büyük dayanakları oldu. Bilhassa sanayi ile tanışıp, endüstride akademi-sanayi iş birliğini geliştirmek ve yeni eserler üreterek ülkemize katma bedel sağlamak için birlikte hareket etmemiz gerekiyor. Sürecimiz bu formda devam etmektedir. İnşallah, ülkemiz için katma kıymeti olan bir eser haline gelir” sözlerine yer verdi.