Bilim insanları her geçen gün hayatımıza yeni teknolojiler sunarken doğadan, insandan ilham alırlar. Bu teknolojilerin hedefi olan sorunları da gene onlara bakarak bulurlar. Eğer bir süper malzeme geliştirmek isteseniz teknoloji harikası sert, dayanıklı malzemeler mi yoksa çöpten elde edilen Grafen gibi geri dönüşümle harikalar yaratabilecek bir malzeme mi isterdiniz?

Süper Malzeme Hidrofobik Kaplama

Nano ve mikro yapılardan oluşması kolaylıkla bozulmasına neden olsa da gelecekte sadece teknolojik yapılarda değil gündelik hayatta da kolaylık sağlayacak bir uygulamadır. Hidrofobik (suyu sevmeyen) özelliği ile yüzeye tutunamayan su akıp gitmektedir. Yüzeye tutunamama özelliği ile damar tıkanıklığını önlemek için takılan stentlerin zamanla tıkanmasını engelleyebilir. Otomobil camlardaki su damlacıklarının sileceklere gerek kalmadan akmasını sağlayabilir. Uçak kanatlarının buzlanmasını engelleyebilir. Deniz araçlarının tabanına hidrofobik kaplanma yapılması, aracın suda daha hızlı hareket etmesini sağlayacaktır. Bu da yakıttan tasarruf demektir. Deniz aracının yüzeyinde mikrop, yosun vs. oluşmasını da engelleyerek daha uzun ömürlü ürünlerin oluşması kaçınılmazdır.

MIT Varanasi laboratuvarında 2012’de geliştirilen Liquiglide malzemesi ise; cam, plastik, seramik ve metal gibi pürüzsüz yüzeylerde malzemelerin akmasını kolaylaştırmaktadır. Amerikan Yemek ve İlaç Dairesi (FDA) tarafından tanımlanan malzemelerden yapılmıştır. Türkiye’de bu işi yapan kurum ise Hıfzıssıhha Enstitüsü ve Türkiye İlaç Ve Tıbbi Cihaz Kurumudur (TİTCK).

Petrol borularında biriken metan hidratlar boruları tıkamaktadır. Temizlemek için harcanan paradan Liquiglide maddesi ile büyük bir tasarruf sağlanmıştır. Mayonez, oje şişelerinden zahmetsiz şekilde ürünü çıkartmayı sağlar. İçi gösteren yüzeylere uygulanması, içinde kalan miktarı göstererek müsriflikten kaçınmamızı sağlar.  Süper malzeme uzay, su arıtma, imalat, ilaç gibi birçok sektörde kullanılabilecek bir teknoloji olarak görülmektedir. İki teknoloji de; materyallerin geri dönüşümünde zamandan, paradan, sudan, enerjiden, insan gücünden tasarruf sağlanmayı hedeflemektedir.

Şeffaf Alümina

Mühendislikteki adı Alümina OksiNitrür (ALON) olan malzeme kübik spinel kristal yapıya sahip, şeffaf bir polikristalin seramiktir.

Seramik malzemenin yüksek sıcaklıktaki ısıl işleminden sonra öğütme yapılarak oluşturulur. Şeffaflığı için de parlatma yapılır. 1200°C’ye kadar katı olan malzeme UV, kızılötesi, görünür bölgede şeffaftır. 2100°C’de şeffaflığını kaybeder. Erimiş silikadan 4 kat, safirden %85, magnezyum alüminat spinelden ise %15 daha serttir. Taşlama ve parlatma işlemleri ile malzemenin dayanıklılığı arttırılır.

Savunma, metal matrisli kompozitler, yarı saydam seramikler, yüksek sıcaklıktaki malzemeler ve soğutucular, optielektronik cihazlar gibi çeşitli kullanım alanları vardır.

Süper malzeme şeffaf alüminanın üretimi, çok zor ve maliyetli olmasından kaynaklı ABD, Çin, Almanya gibi birkaç ülkeyle sınırlıdır. Malzemeyle Türk Eti Alümina firması savunma sanayisi için önem teşkil eden “şeffaf zırh” üretmiştir.

 

Siyahın İki Boyutlu Hali: VantaBlack

Dikey Hizalanmış Nano Tüp Dizisinden oluşan (Vertically Aligned Nano Tube Arrays, VANTA) maddenin, ilk olarak Birleşik Krallık Ulusal Fizik laboratuvarında çalışmalarına başlanılmıştır. Surrey NanoSystems şirketi şu anda geliştirme çalışmaları yapmaktadır.

Milyonlarca karbon nanatüplerden oluşan bu yapı, saç telinden 3500 kat daha incedir. 1 nanotüp 20 nanometredir. Bu da 14-50 mikron kadardır. 1 nanometre ise 0,001 mikrondur. 1 cm2’lik alanda bir milyon tane Nano tüp içerdiği anlamına gelmektedir. Bir nevi; çok uzun ve sık ağaçların olduğu ormanda ışığın yere ne kadar az düştüğünü hayal edin. Aynı şekilde üzerine düşün ışık, karbon nanotüpler arasında emilir ve sıkışır. Bu sayede görünür, kızılötesi ve ultraviyole ışığın %99,965’ini emer ve laboratuvarda üretilen dünyanın en siyah maddesidir. Görselde ki gibi kaplanan yüzeyin de 2 boyutlu algılanmasını sağlar.

Otomotiv’de optik sensörlerde, farlarda, lidar ve kameralarda, göz hizasında ki kameralarda (head-up display) sürücünün dikkatini dağıtacak, istenmeyen ışıklar süper malzemenin kullanılabilirliğini ve uygulanabilirliğini arttırmaktadır.

Süper malzemelere ulaşmak şu anlık uzak bir gelecek gibi görünse de elektrikli araçların Elon Musk sayesinde 10 yıl gibi kısa bir sürede devletleri ve firmaların dev yatırım yaptıkları bir alana dönüşmesini düşünün. Süper malzemeleri de ileride hayatımızın vazgeçilmezi olarak kullanacağımıza inanıyorum. Biz mühendisler ve çılgın girişimciler içinse yeni iş imkanları, yeni bölümler demek. Okullarımız bize bu araçları, yeni teknolojileri gösterir ama tamamlamak çalışarak olur. Her daim gelişmenin ve yeni teknolojilerin takipçisi olarak kalmakta bu işin püf noktası.

• Kaynakça
  • www.surreynanosystem.com
  • www.pdturkiye.com
  • www.caricos.com
  • www.liquiglide.com
  • www.azom.com
  • www.surmet.com
  • www.archiitectureexposed.com
  • www.muhendisbeyinler.net