Daha önceleri de şekil değiştirebilen yapı malzemeleri görsek de, bunlar genelde solenoidler, pompalar veya motorlar içerdiğinden ağır ve kompleks düzeneklerdi. Bütün bu gelişmelere karşılık olarak, İsveç KTH Kraliyet Teknoloji Enstitüsü’nden bilim insanları, elektrik akımıyla kolayca şekil değiştirebilen hafif karbon fiber kompozit geliştirdi.
Yeni geliştirilen 3 tabakalı katı hal malzemesi, iki tabaka lityum iyon malzemenin nüfuz ettiği karbonfiber tabakadan oluşuyor. Böylece iki katı elektrolit sandviçi arasında bir tabaka karbon fiber bulunuyor.
Aslında bu malzeme yapısal bir batarya elektroliti olarak adlandırılabilir. Yapıya düşük voltaj doğru akım uygulandığında iyonlar karbon fiberden geçerek diğer tabakaya geçiyor. İşte karbon tabaka üzerindeki bu yük boşalımı tabakanın anında genişlemesine neden oluyor. Sonuç olarak malzeme bir yöne doğru bükülüyor.
Hatta DC akım durdurulduğunda bile kompozit şeklini koruyor. Eğer akım tersine çevrilirse, lityum iyonları tersine göç ederek, voltajın büyüklüğüne bağlı olarak tersi yönde bükülmeye ya da düz konuma gelmeye yarıyor.
Malzemenin çok hafif olduğu ve alüminyumdan daha sert olduğu bildiriliyor. Bu malzemenin uçaklarda aileron(kanatçık sistemi) sisteminde kullanılabileceği. Hatta rüzgar hızlarına uyum sağlayacak şekilde değişebilen türbin bıçaklarında kullanılarak, değişen rüzgar hızlarında türbinlerin verimini arttırabileceği düşünülüyor.
“Bu yapısal bataryalar üzerinde biraz çalıştığımızda, karbon fiber kompozitlerin aynı lityum iyon pil gibi güç depolayabileceğini düşünüyoruz. Şimdi bu çalışmayı daha ileri taşıdık. Böylece elektrik kontrolüyle şekil değiştirebilen ve ayrıca hafif ve sert yeni konseptlerin doğabileceğini umuyoruz,” diyor araştırmanın yan yazarı Dan Zenkert.
Araştırma Proceedings of the National Academy of Sciences dergisinde yayınlandı.
Kaynak : https://newatlas.com/materials/shape-shifting-carbon-fiber
