Örümcek ve Keman

Bilim insanları, müzisyenler ve enstrüman üreticileri uzun zamandır müzik enstrümanlarının akustiğini taklit edebilmek için uğraşıyor. Imperial College’dan bir yüksek lisans öğrencisi, Altın Küre Örümceğinin ürettiği ipeği kullanarak kemanlar için yeni bir kompozit materyal geliştirdi.

Mükemmel keman sesi arayışı kaçınılmaz olarak bizi İtalya’nın Cremona şehrine, Antonio Stradivari (1644–1737) tarafından üretilen kemanlara götürüyor. Geçtiğimiz yıllar boyunca bu sıra dışı müzik aletleri üzerine yapılan bilimsel araştırmalar Stradivarius’un akustik üstünlüğünü kemanlarının fiziksel niteliklerine borçlu olduğunu ortaya koydu. Texas A&M Üniversitesi’nden biyokimya profesörü Joseph Nagyvary, bunun keman üreticilerinin ahşabı bakır, demir ve krom tuzlarıyla hazırlamasından kaynaklandığını iddia ediyor. Hollanda’daki Leiden Üniversitesi’nde görev yapan Dr. Berend Stoel ise tomografi kullanarak yaptığı inceleme sonucu bunun Stradivarius’un kemanlarında kullandığı ahşabın homojen yoğunluğuyla ilgili olduğunu öne sürüyor. Imperial College’da yüksek lisans yapmakta olan Luca Alessandrini’nin yolu, yakın zamanda yürüttüğü bir keman projesi sayesinde Cremona’ya düşmüş, ama bu spesifik olarak Avustralya Altın Küre Örümceğinin ürettiği sağlamlaştırılmış ipek, özellikle de altın ipek materyali aracılığıyla olmuş.

Alessandrini, Imperial College ve Kraliyet Sanat Okulu’nun birlikte yürüttüğü ve tasarımda kullanılan malzemelerdeki yenilikleri keşfeden bir yüksek lisans programı olan Yenilikçi Tasarım Mühendisliği bölümünde Bilim Master’ını yapmaktaydı. Alessandrini "Eğer Londra’da yaşıyorsanız, küresel tasarımdaki en yeni akımların ne yönde olacağını önceden tahmin edebiliyorsunuz." sözleriyle şehrin mevcut sınırları bulup onları aşmaya çalışan entellektüel, moda ve ticaret kültürüne değiniyor. “Örneğin geçtiğimiz senenin modası 'artırılmış gerçeklik”ti', bu seneninki ise materyaller.” diyor, bu yüzden de  ”hem materyallerle, hem de bilim insanlarıyla birlikte çalışalım” diye düşünmüş. “Londra Üniversitesi’nin Maker Enstitüsü’nde düzenlediği atölyelere katılmak son derece ilginç bir deneyimdi." diye ekliyor.

Alessandrini, Floransa’da bulunan prestijli Accademia Italiana okulunda katıldığı kısa süreli, ancak ilham verici bir program, ve profesyonel olarak çalıştığı İtalyan mobilya şirketi Stilema aracılığıyla her zaman tasarımla, özellikle de mobilya tasarımıyla iç içe olmuş. Alessandrini, “Hep bir keman yapmak istemiştim.” diyor. "Bunun kışkırtıcı bir hamle olacağını biliyordum, keman en sembolik müzik enstrümanlarından biri ve aynı zamanda doğru şekilde çalınması en zor olanı. Keman yapımının arkasında başlı başına bir kültür var. Biyomateryallerle çalışmak istedim. Ahşaptan daha iyi performans sağlayan bir materyal üretmek istedim. Bu nedenle ahşap yerine kullanılan diğer malzemeleri incelemeye başladım."

EN POPÜLER ENSTRÜMAN MATERYALİ

Alessandrini geçen 20 yıl süresince karbon elyafının müzik enstrümanları yapımında en çok kullanılan ikinci materyal olduğunu keşfetmiş ve daha iyi performans sunan daha doğal bir alternatif aramaya başlamış. "Elyafları, özellikle de bambu ve keten gibi bitkilerden elde edilen ve ipek ve örümcek ipeği gibi hayvanlardan elde edilen elyafları incelemeye başladım." Farklı materyallerin titreşimleri yayma konusunda ne kadar etkili olduklarını hesaplarken, esneklik özelliği sayesinde ipeğin karbon elyafından daha başarılı olduğunu fark etmiş.

Alessandrini “İpek hem dayanıklı, hem de çok sağlam.” diyor. “Kemanın telleri çok ama çok sıkıdır; enstrümanın içerisinde oldukça yüksek bir basınç vardır. Bu nedenle hem esnek, hem de yüksek dayanıklılığa sahip bir malzemeye ihtiyaç duyulur ve ipek bu iş için mükemmeldir.” Dyson Mühendislik Okulu’ndan bazı doktora öğrencileri bana çalışmalarımda yardımcı oldu. İpek ve biyoreçineden üretilmiş ilk prototipi oluşturmaya başlamak için kendimi hazır hissettim."

Alessandrini, Stuttgart’taki bir keman prototipi üreticisiyle temasa geçmiş, kalıplarından birkaçını ödünç almış ve ilk prototipi üç hafta içerisinde hazırlamış; sürecin bu kadar kısa olması bile başlı başına büyük bir olaymış. Prototip üreticisi karbon elyafıyla yapılan denemelerde benzer ses kalitesine erişebilmek için 20 ya da 30 deneme gerektiğini söylemiş. 

Alessandrini aynı zamanda Cremona’yı ziyaret görevini de yerine getirmiş ve önde gelen keman üreticisi derneklerinden olan Associazione Nazionale Liutai Artistici Italiani’nin aracılığıyla yirmi lutiye (yaylı çalgı üreten veya tamir eden kimse) ile iletişime geçmiş. Lutiyelerin tepkisi oldukça olumlu olmuş. 

ALTIN KÜRE ÖRÜMCEĞİ

Alessandrini ipeğin iletim özelliklerini hesaplarken, örümcek ipeğini de araştırmış. “Örümceğin ürettiği ipek gerçekten çok sağlam.” diyor. "Benim kullandığım ipek çelikten beş kat daha güçlü ve aynı zamanda inanılmaz bir esnekliğe sahip. Bu özellikler genelde aynı materyalde bir arada bulunmaz. Yaptığım araştırma sonucunda, örümcek ipeğinin yüksek esneklik ve dayanıklılığa ve buna rağmen nispeten düşük yoğunluğa sahip olması nedeniyle elyaflar arasında, en azından hayvansal kökenli elyaflar arasında, en yüksek iletim hızına sahip olduğunu gördüm.."

Alessandrini, örümcek ipeği ile çalışan şirketlerle iletişime geçmiş ve en sonunda Oxford Üniversitesi Zooloji Bölümü’nden Profesör Fritz Vollrath’a bir e-posta göndererek üzerinde çalıştığı projeden bahsetmiş. "Ondan devasa bir Avustralya örümceğinin, yani yatak odanızda kesinlikle karşılaşmak istemeyeceğiniz Altın Küre Örümceğinin ağlarını toplamasını istedim. Dört gün içerisinde 35 cm uzunluğunda üç ağ toplamayı başardılar. Ağların 35 cm uzunluğunda olmasını istemiştim, çünkü kemanın boyu bu kadardı."

DAHA DENGELİ BİR SES

Lutiyeler, ipek telleri için en etkili pozisyonun keman gövdesi içerisinde, köprünün (yani telleri yukarıda tutan parçanın) altına yerleştirilmesi olduğunu söylemişler. "Biz de telleri köprünün ayak kısmına ve ortasına, yani tellerdeki titreşimlerin tam olarak iletildiği yere yerleştirdik. Az miktarda ipek kullanılmıştı, ama bu kadar az ipek bile iki şekilde fark yaratıyordu: İpek teller köprünün hemen altında yer aldığı için keman tellerinin gövdenin içerisinde yarattığı basıncı dengeliyordu. Teller, aynı zamanda köprüyü aşağı itiyordu ve bu kadar az miktarda ipek sayesinde bile ilk prototiple aynı düzeneği kullanan sistem farklı şekilde işliyordu."

Alessandrini yeni prototipi Cremona’ya götürüp lutiyelerin görüşünü istemiş. Onlara göre de ses kalitesi daha iyi ve dengeliymiş. Bunun ardından kemanı Grammy ödüllü kemancı Peter Sheppard Skærved ve Londra’daki Kraliyet Müzik Akademisi’nden Viotti Lecturer’a göstermiş. Skærved, Luca’nın geliştirdiği enstrüman prototipiyle olan deneyiminin onu oldukça heyecanlandırdığını söylemiş. "Bu yaklaşım enstrüman yapımında yeni materyaller kullanılarak daha ileriye gidilmesi için büyük bir fırsat sunuyor ki bu uzun zamandır hayal ettiğim bir şeydi." Skærved, Alessandrini’ye bu materyalin armonik aralığının oldukça yüksek olduğuna inandığını şu sözlerle dile getirmiş: "Sıradan bir keman aralığının çok ötesinde. Bu gerçekten son derece ilginçti."

Alessandrini’nin aldığı eğitim gerçek anlamda yenilikçi ve geleneksel kalıpları yıkan bir şey üretme imkânını sunan deneysel bir yaklaşıma yönelmesini mümkün kılmış. "Bundan böyle girişimcilik yolundan ilerleyeceğim, yeni akım bu! Araştırma ve geliştirme alanında çalışmak istiyorum. Aklıma bir sürü yeni fikir, geliştirmek istediğim pek çok proje var. Halihazırda üç kuluçka makinesinde sıradayım, önümüzdeki hafta dördüncüyü aramaya başlayacağım."