Prof. Dr. Mehmet Doğan’ın başlıca bilimsel faaliyetleri

1-     Analitik kimya alanında dünya bilimine özellikle atomik emisyon spektroskopisinde yeni bir uyarma kaynağının geliştirerek büyük katkıda bulundu. Ayrıca ülkemiz gibi yüksek tayin kapasiteli ve pahalı aletleri almaya imkanı laboratuvarlarda da yüksek tayin kapasitesiyle analitik tayin yapabilmek için tayin öncesi zenginleştirme yöntemlerini geliştirerek evrensel bilime uluslararası katkıda bulundu. Bu konularda SCI Expanded de taranan dergilerde 50 makalesi yayınlandı ve 12’si yayınlanmak üzere kabul edildi. Bu dergilerin taranmadığı dönemlerinde de 6 makale ile diğer yurt dışı dergilerde 8  makale, 6 sı Doğa dergisinde olmak üzere 19 yurt içi makale ile bunlara yapılan SCI expanded de 545 atıf ile, uluslararası “handbook, ansiklopedi, ders ve kongre  kitapları firma kataloglarında 60 atıf, doktora tezlerinde atıflar.

2-     Yine bilimsel toplantı kongre ve seminerlerde 12’si dış ülkeler tarafından çağrılı olmak üzere 35’i uluslararası,29’u yurtiçi ulusal kongrelerde % 80’ı bizzat tarfımdan sunulan toplam 64 bilimsel tebliğ, 15 kadar özel bilimsel konferans ve seminerler,

3-     Hacettepe ve Erciyes üniversitelerinde laboratuvar, bölüm, fakülte, enstitü kurmada katkı ve bizzat yönetim, ülkemizde emisyon spektroskopisinin öncüsü, bu alanda ilk tezler yaptıran, tüm spektroskopik yöntemlerin ülkemizde de gelişimine, bu alanda çok sayıda seminer, konge, yaz ve kış okullarında görev, uluslararası iki kongre başkanlığı ve ikisinde görev, ulusal dört kongre başkanlığı, çok sayıda yabancı bilim adamını konferans vermek üzere davet, çok sayıda genç bilim adamını yurtdışı araştırma kurumlarına göndermede destek ve katkı, birçok kamu ve özel kuruluşa laboratuvar kurmalarında yardım, elemanlarının eğitimine destek vererek büyük katkı,

4-     TÜBİTAK destekli dört, Çevre Bakanlığı, TAEK, İSDEMİR destekli birer ve üniversite destekli 9 araştırma  projesi tamamlanması, yurt dışı 2 üniversite ile bilimsel ortak çalışma, 3 yabancı kitabın tercümesi, dört Türkçe kitabın ortak yazarlığı, 5 doktora, 10 Y.lisans tez yönetimi,

5-     Bilimsel yayın ve bilim yapana sürekli destek, Erciyes Üniversitesi’nde uluslararası yayın yapma alışkanlığının yerleştirilmesi ( hiç yoktan 10 yıl içersinde taşranın en önde yurtdışı yayın yapan kurumu haline getirmede 1. derece katkı), bilimin halkımız tarafından izlenmesi benimsenmesi için populer bilim ve eğitim sorunları alanında dergi ve gazetelerde 20 yazı, çeşitli vakıf ve derneklerde görevle bilime destek.

Bilime evrensel nitelikli katkılar:

F. Almanya’da Alman bursu ile doktora yaparken o zamana kadar emisyon spektroskopisinde klasikleşen uyarma kayanağı olarak kullanılan elektrik arkı ve kıvılcıma alternatif olarak teklif edilen donuk ışımalı boşalım lambasını (glow discharge lamp -GDL) yaptırarak fiziksel ve spektrokimyasal özelliklerini araştırdım. Düşük basınç altında gerçekleşen boşalımın akım şiddeti, gerilim ve gaz basıncı arası ilişki ve bunların örnek maddesi tozlaşma hızı ve uyarma parametrelerine etkilerini çok değişik metal örneklerde, helyum, neon, argon, kripton gibi soy gaz atmosferlerinde inceleyerek kaynağın fiziksel özelliklerini ve optimum boşalım parametrelerini saptadım. İlk kez kaynağın metalik örnekler dışındaki jeolojik örnekler ve curuf  gibi örneklerle, çözelti örneklerin analizine de tarafımdan geliştirilen bakır tozu baskı tableti, gözenekli bakır tozu tableti ve özel örnek tutucu düzenekle uygulanacağını gösterdim. Doktoradan sonra da bu uyarma kaynağı üzerinde çalışmalarımı sürdürdüm. GDL uyarma kaynağının self absorpsiyon, matriks ve partner etkisi gibi etkiler göstermeden kıvılcım ve arkın kullanılamadığı ana bileşenlerin tayinlerinde de büyük doğrulukla kullanılabileceğini gösterdim. Kaynağın atomik emisyon spektroskopisinin (AES) klasik uyarma kaynakları arasında yer almasında büyük katkım oldu. Daha sonraki çalışmalarımda kaynağın halojenler, fosfor, kükürt, karbon gibi ametallerin de tayinlerinde kullanılabileceğini gösterdim. GDL ile emisyonu X-Işınları floresans yöntemi ile karşılaştırdım. Bu kaynakla ilgili tüm yayınlarımın ve tebliğlerimin Almanca olmasına rağmen spektroskopi çevrelerinde büyük ilgi gördü, çok sayıda atıf aldı.

Ülkemize dönüşümde piyasa fiyatı 100-150 bin USD olan aleti satın almam mümkün olmadığından, alet ve güç kaynağı bazı parçaları da yurt dışından bağışla karşılanarak yurt içinde yaptırılarak çalıştırıldı. Prof.Dr Ahmet Ülgen doktorasını, bir kişi de yüksek lisans tezini yaptı. Bu kez kullandığımız monokromatörün ayırma gücü yeterli olmadığından boşalım gazı çizgilerinin spektral girişimini yok etmek için kaynak modülasyonu tekniği geliştirildi. Ülkemizdeki ÇİNKUR fabrikasında ürün kalite kontrolünde güçlük çekilen analizlere uygulandı. Bu konularda bilim çevrelerinde ilgi gören saygın dergilerde yayın yapılabildi.

Yine ülkemiz koşullarında MSB Arge laboratuvarlarında bulunan elektrik arklı emisyon spektrografı ve daha sonra satın alınan  güncelliği kaybolan benzeri aletle çalıştırma zorunluğu doğunca bir yandan ülkemizdeki emisyon tekniklerini kullanmak isteyen laboratuvar ve kuruluşlara yardımcı olmak, aletleri çalıştırmak, öte yandan bu eski tekniklerle bilime yenilik getirmek sorunu ile karşı karşıya kalındı. Kararlı yanmayan arkın hem kararlı yanmasını sağlamak, hem de arkta atomlaşması ve bunun sonucu uyarılması güç kararlı karbür ve oksit oluşturan elementlerin tayinini kolaylaştırmak üzere elektrik arkında analiz edilecek örneklere termokimyasal reaktif olarak aynı zamanda şelat yapıcı özelliği olan karbamat, difenil karbazit, dithizon gibi organik maddeler ilave edildi. TÜBİTAK proje desteği ile grafit elektrod, spektral fotograf plağı gibi gerekli malzemeler alındı.Bu bir yenilikti ve artık güncelliği kaybolmuş hem de fotografik alıcılı  ark tekniği kullanılmasına rağmen bu çalışma “Spectrochim. Acta B” gibi emisyon spektroskopisinin en saygın dergisinde yayınlandı ve Prof. Dr. A.Rehber Türker’in doktora tezi oldu. Anlatıldığı kongrelerde çok ilgi görmesine rağmen eskimiş teknikle yayın yapan az kaldığı için hakettiği sayıda atıf alamadı.

Ark emisyon spektroskopisinde başarı ile kullanılan bu şelat yapma özelliğindeki maddeler eser örneklerin ön zenginleştirilmesinde de kullanılabilirliği araştırıldı. Böylece analitik kimyanın en çok karşılaştığı çözelti örneklerinin de analizi mümkün olacaktı. Sulu her tür örneğin çözülmesi ile oluşturulan sulu çözeltilerdeki eser elementlerin optimum koşullarda en uygun şelat yapıcı reaktiflerle kompleksleri oluşturularak sulu çözeltiden ayrılmaları araştırıldı. Analitik kimyada klasikleşmiş şekliyle ayırma işlemleri organik çözücülerle ekstraksiyonla yapılıyordu. Ancak bu tekniğin büyük örnek hacimlerinde ve diğer sakıncaları göz önüne alınarak bu ayırma yerine organik maddeleri iyi adsorpladığı bilinen aktif karbon yüzeyinde organik kompleksleri haline dönüşmüş eser elementlerin de adsorpsiyonla  ayrılması incelendi ve daha iyi bir ayırmanın gerçekleştirilebildiği görüldü. Bu şekilde büyük hacimli de olsa çözeltilerden çok az miktar aktif karbon yüzeyinde toplanabilen eser elementlerin analiz öncesi ana örnekten ayrılarak zenginleştirilmesi de sağlanmış oldu. Artık aktif karbon yüzeyinde kompleksleri halinde toplanan eser elementler az miktar asitte çözülerek çözelti analizi tekniğine uygun spektrofotometrik (SP) ve atomik absorpsiyon spektrometrik (AAS) yöntemlerle tayin edilebildiği gibi, kurutulan eser elementle yüklü aktif karbon ark emisyon ve X-ışınları floresans tekniği gibi katı örnek analizi teknikleri ile de tayin edilebilirdi. İki yöntem de araştırıldı. Ancak eser elementlerin organik şelatları ile yüklü aktif karbon arkla analiz için grafit elektodun oyuğuna yerleştirildiğinde elektriksel boşalımın çok kararsız olduğu, örneğin saçılarak dağıldığı ve tekrarlanabilir bir analizin imkansızlığı görüldü. Aktif karbondaki örneğe spektral grafit tozu eklenmesi de problemi çözmedi. Sorun karşı elektrodun boru şeklinde alınması ve borunun içinden boşalım esnasında örnek üzerine doğru argon gazı (karşı akım şeklinde) gönderilerek ve argon atmosferinde boşalım gerçekleştirilerek çözüldü. Böylece karşı argon akımında ve atmosferinde yanmadan kaynaklanan düzensiz boşalım önlenerek kararlı bir boşalım sağlandı. Sonuçlar modası geçmiş fotografik yöntemle ölçülmesine ve eski model bir ark kaynağı kullanılmasına rağmen bilim çevrelerinde ilginç bulundu ve saygın iki analitik kimya dergisinde yayınlandı ( Spectrochim. Acta B ve Fresenius J. Anal. Chem.). Bu çalışmanın AAS ile tayin kısmı Prof. Dr. Latif Elçi’nin Y.Lisans, ark emisyonla tayin kısmı da doktora tezi oldu.

Bugün artık sulu ortamda kompleksleri halinde aktif karbonda tutunarak analiz öncesi  ayrılan ve aynı zamanda zenginleştirilen eser elementlerin bu tür ayrılması özellikle AAS ve SP tayinlerde önzenginleştirme (preconcentration) tekniği olarak analitik kimya çevrelerinde saygın bir yer tutmaktadır. Daha sonraki çalışmalarda adsorban olarak  tek bir kez kullanılıp atılan  aktif karbon yerine, yine geniş yüzey alanı ve poröziteye sahip bir tür kopolimer olan ve kimyada amberlit reçineleri olarak bilinen, defalarca kullanılabilen bir sıra amberlit XAD reçineleri de araştırıldı. Aktif karbon filtre düzeneği yerine de bir tür mini kolonlu süzme düzeneği kullanıldı. Gelişimine büyük katkıda bulunduğumuz bu ayırma ve zenginleştirme tekniği bugün analitik kimya literatüründe bir tür “solid-liquid extraction technique” olarak anılmaktadır.

Adsorban olarak aktif karbon ve değişik amberlit- XAD reçineleri kullanarak içme suyu, kaplıca ve yer altı suları, atık su, akarsu, göl ve deniz suyu başta olmak üzere çok değişik metal, tuz, toz, curuf, anot çamuru, toprak ve jeolojik örneklerin sulu çözeltilerinden yine değişik kompleks yapıcılarla kompleksleştirilerek bir çok eser element zenginleştirilerek ayrıldı. Bu çalışmalar çok sayıda Y.Lisans ve iki doktora tezi ile 100 kadar yayına konu oldu. Bu konuda yüksek lisans ve doktorasını yönettiğim Doç.Dr. Mustafa Soylak SCI ‘ce taranan dergilerde 50 kadar yayını ile 2001 yılı TÜBİTAK teşvik ödülünü aldı. Ayrıca bir başka eleman doçent ve profesör oldu.

Bu tür çalışmalar ülkemiz üniversiteleri gibi tayin kapasitesi yüksek ve ortam etkisi daha az, daha büyük ayırmalı, pahalı aletleri alamayan laboratuvarlarda da ön zenginleşme sonucu yüksek tayin kapasitesi ile eser elementlerin sıradan bir AAS veya SP ile tayinine imkan verdiğinden özellikle fakir ülkelerde çok ilgi gördü. Ülkemizde birçok üniversite ve kuruluşa bu teknik öğretildi, özel hazırlanan mini kolonlar verildi, çalışmaları desteklendi ve artık ülkemizde de çok yaygın kullanım buldu. Bu çalışmalar yanında ülkemizde atomik spektroskopinin yaygınlaşmasında, aleti olanların verimli çalışmasında, sorunlarının çözümünde 1972 yılından itibaren sürekli olarak her talep edene resmi danışman olmadan destek verilmiş ve teşvik edilmiştir. 1974 yılından itibaren Prof. Dr. Şeref Güçer ile birlikte ülkemiz “taşra üniversiteleri araştırma görevlilerine” kurslar, seminerler düzenlenerek bu teknikler geniş kitlelere mal edilmiştir.

Yukarıda sözü edilen AAS ve AES dışında çevresel ve biyolojik örneklerde klorlu pestisit, halojenler, kükürt dioksit gibi metal dışı element ve bileşik tayini için de yöntem geliştirilmeye çalışılmıştır. Son yıllarda ise toplam yansımalı X-Işınları floresans (TXRF) tekniği kullanılarak hava tozları, kaplıca ve atık sularda, kan serumunda, kumaşlar ve ter ekstraktlarında eser elementlerin tayinleri araştırılmış, sonuçları uluslararası kongrelerde çağrılı olarak sunulmuş, üç yayın da yapılmıştır. Özetle AES, AAS ve XRF gibi atomik spektroskopinin üç tekniğinde de evrensel bilime orjinal katkılar yapılmış, makaleler yayınlanmış ve en önemlisi de bilime yönelen gençler desteklenmiştir.

Ulusal Teknoloji ve Bilimsel Düşünce Gelişimine Katkılar

Ülkemiz teknoloji üreten bir ülke olmadığından politik olaylara bağlı olarak belirli zamanlarda zorunlu tüketim malzemelerini ithal etmede sınırlamalar ve güçlüklerle karşılaşmıştır. Özellikle 1974 Kıbrıs herekatı sonrası başta Milli Savunma Bakanlığı olmak üzere birçok kuruluşumuzun karşılaştığı sorunların çözümünde ilgililerin talepleri doğrultusunda “Hacettepe Üniversitesi Teknoloji Enstitüsü Kimyasal Madde ve İlaç Üretim Birimi Başkanı” olarak yardımcı olunmuştur. Bu alanda en önemli katkı daha önce tamamı ithalatla karşılanan ve ülkemizde üretimini kimsenin gerçekleştiremediği otmatik röntgen banyo makinaları için konsantre banyo çözeltilerinin ülkemizde imalatı yapılmış, başta Gülhane Askeri Tıp Akademisi, Mevki ve Hava Hastaneleri ile üniversite hastanelerinin ihtiyaçları karşılanmış, askeri stoklar da hazırlanmıştır. Özellikle döviz sıkıntısı çekilen 1978-1981 yılları arasında tüm ülkemiz ihtiyacı karşılanmıştır. Söz konusu üretim halen Hacettepe Üniversitesi bünyesinde devam etmektedir. Aynı yıllar birçok askeri tesisteki ısı tesislerinin kışır temizlemelerinde kullandıkları inhibütör çözeltileri de imal edilmiştir. Ayrıca MSB ARGE Başkanlığı bünyesinde bazı askeri malzeme imalatına da yardımcı olunmuştur. MKEK Kırıkkale Silah Fabrikası ve Tapa Fabrikasında bazı metal ve fosfat kaplama tenniklerinin uygulanmasına da yardım edilmiştir. Daha sonraki yıllarda Erciyes Üniversitesi’nde böbrek hastaları için hemodiyaliz çözeltisi ile ultrasonografi jeli de imal edilerek üç hastanenin ihtiyacı yıllarca karşılanmıştır.

Kayseri Belediyesinin talebi üzeine Kayseri kirliliği nedenleri ve çözümümüne yönelik önlemler başkanlığında iki yıl araştırılmış, 1983-1985 yıllarında en kirli şehirlerden biri olan Kayseri, doğal gaz kullanılmamasına rağmen kirlenme düzeyi önemli ölçüde normal sınırlara indirilmiştir. Bu olumlu sonuç üzerine Sivas ve Erzurum illeri de benzeri yardım talebinde bulunmuştur.

Yine Kayseri’de Hava İkmal ve Bakım Merkezi Komutanı talebi üzerine hava alanları ve uçakların buzlama önlenmesi için ithal edilen kimyasal madde karışımlarının hazırlanması sağlanmıştır. Denemelerde olumlu sonuçlar alınmıştır. İskenderun Demir-Çelik Müessese Müdürlüğü’nün talebi üzerine fabrikada  tahribata neden olan korozyonun kaynağı saptanarak yetkililerle birlikte sorun çözülmüştür. Bir çok kuruluşun laboratuvar kurmasına yardım edilmiştir.

Gazete ve dergilerde eğitim, popüler bilim ve üniversite sorunları ile ilgili makaleler de yayınlanarak toplumun ilgisi oluşmasına çaba harcanmıştır. Yanlış görülse de gelişmekte olan ülkelerde bu görevler de bilim adamlığının bir görevi olarak görülmektedir.