Kendini onaran, su geçirmez, dayanıklı malzeme

Michigan Üniversitesinde, benzerlerine göre yüzlerce kat daha dayanıklı, kendini onarabilen ve su geçirmez yüzeye sahip bir kaplama malzemesi geliştirildi.

Haber Özeti

Tam Sürüm

Michigan Üniversitesinde, benzerlerine göre yüzlerce kat daha dayanıklı, kendi kendini onarabilen ve su geçirmez yüzeye sahip bir kaplama malzemesi geliştirildi. Bu malzemenin ulaşım araçlarında, kıyafetlerde, çatılarda ve sayısız bir çok yüzeyde, mevcut kırılgan malzemelerin yerine kullanılabileceği belirtiliyor. Gemilerin gövdesinin direncini azaltacağı için de çok daha az yakıtla daha uzun mesafeler kat edilmesine imkan sağlayabilir. Dünyadaki kargoların yüzde 90’ının dev gemilerle taşındığı düşünüldüğünde bu malzemenin etkisi çok geniş olabilir.

Araştırmacılar yeni karışımın, onlarca yıldır üzerinde çalışılan bu alanda bir devrim niteliğinde olduğunu söylüyor. Suyu iten (hidrofobik) malzemeler şu anda piyasada bulunabiliyor ancak bu malzemeler gemilerde ya da kıyafetlerde kullanılabilecek kadar dayanıklı değil. Bu yeni malzeme, bu durumu değiştiriyor.

Hem su geçirmez hem dayanıklı

Michigan Üniversitesinden Doçent Dr. Anish Tuteja “Son 20-30 yılda binlerce süperhidrofobik yüzey üretildi ancak bunları sistematik bir şekilde dayanıklı yapacak tasarım bulunamamıştı. Bence bizim başardığımız şey bu ve bu yöntem araştırmacıların daha ucuz ve belki suyu daha fazla iten kaplama malzemeleri üretmesine imkan sağlayacak.” diyor.

Kaplama, ‘florlanmış poliüretan elastomer‘ ve su geçirmemesi için özel olarak üretilmiş F-POSS adlı molekülün karışımı ile oluşturuldu. Herhangi bir yüzeye, sprey halinde sıkılarak kolayca uygulanabiliyor ve hafif elastik bir dokusu bulunuyor. Eğer zarar görürse kaplama kendisini yüzlerce kez onarabiliyor. Araştırmacılar malzemenin aşınmaya, çizilmeye, yanmaya, aşırı baskıya hatta radyasyona maruz kaldıktan sonra bile özelliklerini koruduğunu belirtiyor.

Fiziksel olarak düzelmenin yanı sıra malzeme kimyasal olarak da kendisini onarabiliyor. Eğer suyu itan F-POSS molekülleri yüzeyden kazınırsa, yeni moleküller doğal yollarla yüzeye doğru hareket ederek onların yerini alıyor. Böylece kaplama kendisini yüzlerce kez yenileyebiliyor. Bu onarım kabiliyeti, malzemenin kalınlığıyla doğru orantılı olarak artıyor.

Satın alınabilecek

Buluş, Tuteja’nın Michigan Üniversitesi Teknoloji Transfer Ofisi aracılığıyla kurduğu HygraTek adlı şirket tarafından piyasaya sunuluyor. Proje sadece bu kaplamayı değil aynı zamanda, gelecekte benzer projelerde çalışacak araştırmacıların yararlanabileceği bir tarifi de kullanıma sunuyor. Yeni çalışmalarla malzemenin maliyeti azaltılabilir, dayanıklılığı artırılabilir ya da diğer özellikleri geliştirilebilir.

Michigan Üniversitesi doktora öğrencisi Kevin Golovin, ekibin kullandığı yöntemin geçmişte kullanılan yöntemlerden çok farklı olduğunu söylüyor: “Çoğu malzeme bilimi araştırmacısı, tek bir kimyasal sistemi mümkün olduğunca dayanıklı ve su geçirmez yapmaya çalıştı. Biz bu probleme farklı bir açıdan yaklaştık. Su geçirmez kaplamayı dayanıklı yapan temel kimyasal özellikleri ölçerek belirledik. Bazı sonuçlar bizi bile şaşırttı.”

Örneğin çoğu hidrofobik kaplama iki ana bileşenden oluşuyor: suyu itme özelliğini veren aktif bir molekül ve bunları bir arada tutan bir başka bileşen. Genellikle araştırmacılar daha dayanıklı bileşenler kullanmanın kaplamayı da daha dayanıklı hale getireceğini düşünüyordu. Ancak Tuteja’nın ekibi durumun böyle olmadığını gördü.

Dayanıklılıktan daha önemli özellikler

Kesimsel karışabilirlik (partial miscibility) adı verilen özelliğin, yani iki maddenin birbiri içine karışabilme yeteneğinin, dayanıklılıktan çok daha önemli olduğu keşfedildi. Bir diğer önemli keşif ise su geçirmez yüzeyin kararlılığıydı. Çoğu su geçirmez kaplama, yüzeyinde belirli bir geometrik yapı bulunduğu için işe yarıyor. Bu yapı genellikle mikroskobik sütunlardan oluşuyor. Su damlaları bu sütunların tepesine çarpıp hava baloncukları oluşturuyor. Yerleşebilecek katı bir yüzey bulamayan su, malzemenin üzerinden kayarak uzaklaşıyor. Ancak bu yüzeyler genellikle çok kırılgan oluyor. Çok hafif aşınma ya da suyun basıncı bile bu yüzeylere zarar verebiliyor.

Ekibin araştırması, biraz esnek bir yüzeyin bu duruma bir çözüm olduğunu ortaya koydu. Esnek yüzeyler daha az dayanıklı görünse de aslında malzemenin zarar gördükten sonra eski haline dönebilmesi konusunda oldukça işe yarıyor.

Tuteja bu kaplamanın 2017 yılı içerisinde müşteriler tarafından satın alınabilecek şekilde piyasaya sunulabileceğini belirtiyor.

Kaynak: Michigan Üniversitesi

Michigan Üniversitesinde, benzerlerine göre yüzlerce kat daha dayanıklı, kendi kendini onarabilen ve su geçirmez yüzeye sahip bir kaplama malzemesi geliştirildi. Bu malzemenin ulaşım araçlarında, kıyafetlerde, çatılarda ve sayısız bir çok yüzeyde, mevcut kırılgan malzemelerin yerine kullanılabileceği belirtiliyor. Gemilerin gövdesinin direncini azaltacağı için de çok daha az yakıtla daha uzun mesafeler kat edilmesine imkan sağlayabilir. Dünyadaki kargoların yüzde 90'ının dev gemilerle taşındığı düşünüldüğünde bu malzemenin etkisi çok geniş olabilir. Araştırmacılar yeni karışımın, onlarca yıldır üzerinde çalışılan bu alanda bir devrim niteliğinde olduğunu söylüyor. Suyu iten (hidrofobik) malzemeler şu anda piyasada bulunabiliyor ancak bu malzemeler gemilerde ya da kıyafetlerde kullanılabilecek kadar dayanıklı değil. Bu yeni malzeme, bu durumu değiştiriyor.

Yorum Ekle

Yorum yazmak için tıklayın

Yorumunuz:

  • Türkiye İş Bankası'nın katkılarıyla

Bülten Aboneliği

Günlük haberleri eposta bültenimizle takip edin!

Teşekkür ederiz.

Bir terslik var...