DeneyselFizikİlginç BilimMatematikNanoteknolojiTeknoloji

Bilim İnsanları Esnek ve Bükülebilir Buz İplikleri Üretmeye Başardı

Normalde suyun donmasıyla oluşan buz oldukça kırılgandır ve esneme kabiliyeti yoktur. Çin’den bilim insanları buzu aynı lastik gibi esnek hale getirmenin bir yolunu buldu. Bu sayede buz fiziği çalışmalarında yeni fırsatlar doğabilir. Teorik açıdan buzun elastiklik limiti %15 civarındadır. Fakat gerçek dünyada bugüne kadar ölçülen buz elastikiyeti  % 0,3’den azdır. İşte bu tutarsızlık buz kristallerinin şeklindeki yapısal kusurlardan kaynaklanıyor ve kırılganlığa yol açıyor.

Zhejiang Üniversitesi’nden nanobilimci Peizhen Xu liderliğindeki buzdaki yapısal kusurları azaltmanın bir yolunu buldu. -50 C civarında bulunan ultra soğuk bir odacıkta tungsten bir iğne yer alıyor. İğnenin ucuna tutuna su molekülleri, kristalleştiğinde maksimum 10 mikrometre genişliğinde bir mikrofiber(mikro iplikçik) oluşturuyor. Yani bu mikrofiber saçtan bile ince. 

Sonra sıcaklık -70 ila -150 C arası bir sıcaklığa kadar düşürülüyor. Araştırmacılar bu sıcaklıklarda buz iplikçilerini bükmeyi denedi.

İşte -150 C’ye gelindiğinde 4,4 mikron genişliğindeki buz mikrofiberlerinin neredeyse dairesel bir şekilde 20 mikron radiusla bükülebildiğini gösterdi. Yani maksimum elastik gerginlik %10,9’a çıkıyor ve daha önceki denemelere oranla teorik limite çok yakın bir değer çıkıyor.

Hatta araştırmacılar buzu bıraktığında, aynı bir yay gibi önceki şekline geri döndüğünü açıkladı.

Her ne kadar bize bu hep aynı gözükse de kristal yapı oldukça değişken olabiliyor. Buz kristalindeki her molekülün konfigürasyonu bir faz olarak biliniyor ve bu fazlardan bir sürü var. Fazlar arası geçişler farklı basınç ve sıcaklıklarda gerçekleşir.  

Araştırmacılar bükülebilir buzun da bu faz geçişlerinden birinde olabileceğini düşünüyor. Doğada bulunan Ice Ih formu olarak bilinen formdan, ice II rombohedral formuna sıkıştırılarak dönüştürülüyor. İşte bu geçiş -70 C altındaki sıcaklıklarda oluşuyor ve tersinir olarak gerçekleşiyor.

Araştırmacılar bu sayede buzdaki geçişleri incelemenin yeni bir yolu olabileceğini düşünüyor.

Son olarak ekip nerdeyse mükemmel olan bu buzu, ışık için dalga kılavuzu olarak kullanmayı denedi. Aynı son teknoloji silisyum nitrit ve silikon dalga kılavuzları gibi çoklu dalgaboylarında aktarım yapıldı. Böylece buz mikrofiberlerinin düşük sıcaklıklardaki optik dalga boyları için esnek kılavuzlar gibi kullanılabileceği gösterdi.

Böylece düşük sıcaklarda , buzdaki moleküler adsorpsiyon , çevresel, yapısal değişimler inceleye sensörler yapılabileceği düşünüyor.

Esnek buz gerçekten ilginç bir keşif.

Araştırma Science dergisinde yayınlandı.

Referans:

Elastic ice microfibers

  1. View ORCID ProfilePeizhen Xu1,
  2. View ORCID ProfileBowen Cui1,
  3. Yeqiang Bu2
  4. Hongtao Wang2
  5. View ORCID ProfileXin Guo1,*
  6. View ORCID ProfilePan Wang1
  7. View ORCID ProfileY. Ron Shen3
  8. View ORCID ProfileLimin Tong1,4,*

 See all authors and affiliationsScience  09 Jul 2021:
Vol. 373, Issue 6551, pp. 187-192
DOI: 10.1126/science.abh3754

Daha Fazla Göster

Oğuz Sezgin

Bir bilim sever ve kimyager olarak, internetteki eksikliği görerek Gerçek Bilim’i 2012'de kurdum. Bu sitede gördüğünüz pek çok bilim ve teknoloji haberini oldukça ciddi kaynaklardan toplayarak sizin için araştırıyor, çeviriyor ve derliyorum. Gerçek Bilim'deki diğer yazarlar ve ben, her gün baş döndürücü şekilde gelişen bilim ve teknoloji haberlerini size aktarmaktan kıvanç duyarız.

İlgili Makaleler

Bir Yorum

  1. Geri bildirim: Esnek ve Bükülebilir Buz İplikleri Üretildi. Normalde suyun donmasıyla

Bir cevap yazın

E-posta hesabınız yayımlanmayacak. Gerekli alanlar * ile işaretlenmişlerdir

*

This site uses Akismet to reduce spam. Learn how your comment data is processed.

Başa dön tuşu

Reklam Engelleyici Algılandı

Lütfen sitenin tek gelir kaynağı olan reklamları görmezden gelmeyin, adblock ücretsiz websitelerini bitirecek tek şeydir.