Bir gün uçakların ve arabaların havadan daha hafif bir malzemeden üretildiğini düşünebiliyor musunuz? İşte Massachussets Teknoloji Enstitüsü (MIT) ve Livermore Ulusal Laboratuvarı’ndan bilim adamları sonunda aerojel kadar hafif fakat ondan 10,000 kat daha sağlam bir materyal geliştirdiler. Bu sayede gelecekte uçak ve otomotiv sayesinde devrim yaşanabilir.
Aerojeller Dünya’nın en hafif maddesi ve son geliştirilen aerografenin yoğunluğu sadece 0,16 mg/cm3 . Yani 1 litre su 1000 gram gelirken, bu maddenin 1 litresi sadece 0,16 gram geliyor. Genelde uzay teknolojisi olan aerojeller ısı yalıtımı için kullanılıyor. En son NASA Stardust görevinde kuyruklu yıldızların kuyruklarından numune toplamak için bu maddeyi kullanmayı düşünüyor. Her şeye rağmen aerojeller sert bir bastırmayla kırılabiliyorlar.
Fakat bilim insanlarının yeni geliştirdiği madde aerojel değil fakat metamateryal sınıfında yer alıyor. Bu özelliklere sahip bir madde doğada bulunmuyor. Aerojel kadar hafif olan bu madde, aerojellerden çok daha dayanıklı. Aslında bu geliştirilen maddenin dayanıklığı kimyasal birleşiminden değil geometrik yapısından kaynaklanıyor.
Mikrosterolitografi projeksiyon yöntemi kullanılarak, mikroskopik seviyede çalışan bir 3D yazıcıyla üretilen bu yeni maddeler tabaka tabaka kolayca prototip olarak üretilebiliyor. Bu projeksiyon yöntemiyle uv ışık tutularak polimer tankları, hidrojeller, şekil hafızalı polimerler üretilebiliyor.
Mikro stereolitografi yönteminde çok küçük boyutta mikro kafesler oluşturuluyor. Araştırmacılar bu tekniğin polimerler,metaller ve seramikler gibi farklı maddelere uygulanabileceğini belirtiyorlar.
Öncelikle LLNL/MIT ekibi 200 ila 500 nm kalınlığında bir metal filmi polimerle kapladı. Polimer eridikten sonra geride ince metal film tüpleri bırakıyor.
Sonrasında ekip, metal ve seramik malzemesini kullanarak 50 nm genişliğinde seramik tüpler üretti. Bu sayede çok aerojellerden çok dayanıklı bir malzeme geliştirdiler. Geliştirilen madde, aerojelle aynı yoğunlukta olmasına rağmen, 4 kat daha dayanıklı oldu.
Sonraki adımda ise seramik-polimer hibriti yaratılarak polimere seramik nano parçacıklar tutturuldu. Sonra biraz farklı bir proses izlenerek polimer ısıyla kaldırılarak seramik parçacıkların katıya dönüşümü sağlandı. Polimer ayrılınca geriye ultra hafif ve dayanıklı seramik bir malzeme kaldı.
“Geliştirdiğimiz bu hafif maddeler kendi ağırlıklarının 160,000 katı yüke dayanabilir. Mikro-yapısal elementlerin ultra sağlam özelliği anahtar özellik olup, sıradışı bir dayanıklılık gösterebiliyor,”
Bugün deneysel olarak üretilen maddeler 100 kata dayanım gösterebiliyor. Gelecekte bu sayede hafif uçaklar, arabalar ve uzay gemileri yapılabilir.
Kaynak : Gizmag
