Hava Kadar Hafif Yeni Altın Malzeme

Raffaele Mezzenga öncülüğündeki bilim insanları çoğunlukla porozite içeren 3 boyutlu altın üretti. Üretilen bu altın, şimdiye kadar ki en hafif altın külçe olma özelliğini taşıyor. Köpük adı verilen malzeme, bilinen altın alaşımlarından binlerce kez daha hafif. Sudan daha hafif ve neredeyse hava kadar hafif, şeklinde ifade edildi.

Çıplak gözle geleneksel altından çok zor ayırt edilebilen malzeme metalik parlaklığa sahip, ayrıca yumuşak ve %98 hava, %2 katı malzemeden oluşuyor. Katı malzemenin yaklaşık 5’te 4’ü altından, kalanı ise protein lifleri içeriyor. Bu, yaklaşık 20 karat altına denk geliyor. Bilim insanları poroz malzemeyi, proteinleri ısıtarak –böylelikle amyloid lifleri denilen, nanometre düzeyde ince protein lifleri elde ediliyor- üretiyor. Daha sonra bu lifler bir altın tuzu çözeltisine yerleştiriliyor. Protein lifleri, küçük partiküllerden kristallenen altının içinde iç içe geçerek jelimsi altın fiber ağ yapısını oluşturuyor.

Üretim tekniği bilim insanlarına altının özellliklerini değiştirmek için birçok olasılık sunuyor. Araştırmacılar, “altının görsel özellikleri altın partiküllerinin şekli ve boyutuna güçlü derecede bağlıdır. Bu nedenle malzemenin rengini bile değiştirebiliriz,"  diyor ve ekliyor: "Malzemenin sadece rengi değil, absorbe ve yansıtma gibi diğer optik özellikleri de değiştirilebilir."

Yeni malzemenin, birçok uygulamada altının yerine kullanılabileceği ifade ediliyor. Reaksiyon katalizi olarak kullanımı, ışığın absorblandığı veya yansıtıldığı uygulamalar bunun başlıca örnekleridir.   

Kaynak: http://www.materialsforengineering.co.uk/engineering-materials-news/20-carat-gold-almost-as-light-as-air/110519/

Uzay Araçları İçin "Kendini Yenileyen Malzeme"

Kendini Yenileyen Malzeme Uzay Aracındaki Boşlukları Doldurabilir

Uluslararası Uzay İstasyonu, istasyon duvarlarına çarpmadan önce enkazı püskürten tamponlarla donatılmıştır ve NASA’ya göre şimdiye kadar uçan en ağır-zırhlı uzay aracıdır. Fakat tamponların başarısız olduğu durumlarda, bir duvar çatlağı astronotların, yaşam bölgelerinden havaya sürüklenmelerine yol açardı.  

Timothy F. Scott önderliğindeki American Chemical Society’deki araştırmacılar, bir katı polimerin iki katmanının arasına reaktif bir sıvı ekleyip sandviç yapı oluşturarak kendini yenileyen –iyileştiren- bir malzeme geliştirdiler. Malzemeye bir mermi atıldığında, bir saniyenin altında katı bir kaplamaya dönüşmek için, reaktif sıvı, havadaki oksijenle tepkimeye giriyor.

Scott’ın takımı bu malzemenin uzay mekiklerinde ve istasyonlarında uzay enkazlarının yol açtığı yıkıcı yapısal penetrasyonları engellemede kullanılabileceğini söylüyor. Ayrıca otomobil gibi diğer teknolojik yapılara da uygulanabileceğini ekliyor. 

Kaynak: http://www.materialsforengineering.co.uk/engineering-materials-news/self-healing-material-could-plug-holes-in-spacecraft/88792/

Isı ve Nemi Hissettiren Protez El

Güney Kore’deki araştırmacılar, esnek deri gibi baskıyı, sıcaklığı ve nemi hissedebilen yeni bir malzeme geliştirdiler. Bu malzeme kişiye dokusal bilgi sağlayarak bazı dokunma hissini geri kazandırıyor.

Araştırmacılar suni deriyi protez bir el üzerinde test ettiler ve bir gün hastaların sinirlerine bağlanarak kişilerin dokunduğu her şeyi hissedebilmesini umuyorlar. “Protez aletlerin ve suni derinin doğal hissetmesi için insan vücudu ile sıcaklık profillerinin uyumu kontrol edilmelidir. Protez el ve tabakalı elektronik deri, el titremesi, sıcak ve soğuk bardakları tutma, kuru ve yaş yüzeylere dokunma ve insan teması gibi birçok kompleks operasyonla karşılaşabilir,” diyor yayınlanan makaledeki araştırmacılar.

Yeni deri PDMS adı verilen –polydimethylsiloxane- esnek ve şeffaf bir silikon yapıya sahip. Bununla birlikte silikon, malzeme ezilip gerildiğinde dokusal geri dönüş için elektrik üreten nano-şeritler içeriyor. Ayrıca nesnenin soğuk ya da sıcak olup olmadığını da hissedebiliyor.

Nem sensörleri ise kapasitörlerden oluşuyor. Polimer kaplı bir kapasitör suyu absorbladığında nem, polimerin yeteneğini bir yük depolamak için değiştiriyor.

Kaynak: http://www.materialsforengineering.co.uk/engineering-materials-news/prosthetic-hand-feels-heat-and-humidity/89383/

Karbonun Yeni Fazı “Q-Karbon”

Araştırmacılar oda sıcaklığında yeni karbon fazından elmas üretmeyi başardılar.

North Carolina State Üniversindeki bilim insanları katı karbonun yeni bir fazı olan Q-karbonu keşfettiler. Bu fazın karbonun bilinen iki fazından yani elmas ve grafitten farklı olduğunu dile getirdiler. Ayrıca yeni bir teknik geliştirip Q-karbon kullanarak oda sıcaklığında ve atmosferik basınçta elmas bağlantılı yapılar elde ettiler.

Q-karbon, karbonun üçüncü katı fazı, aynı zamanda diğer katı fazlar olan elmas ve grafitin aksine ferromanyetik. Elmastan daha sert olduğu ve çok düşük enerji seviyelerinde bile parladığı da belirtiliyor. NC State’deki araştırmacı mühendislerin söylediğine göre Q-karbonun gücü ve düşük çalışma işlevi –elektronlarını salma isteği- yeni elektronik ekran teknolojilerini geliştirmek için büyük umut vadediyor.

Q-karbon bunların dışında tek kristalli elmas üretiminde de kullanılabiliyor. Bunun için araştırmacılar öncelikle safir, cam veya polimer gibi alt bir katmanla başlıyorlar. Daha sonra bu alt katman grafit veya elmas olmayan ve düzenli, tanımlanmış bir kristalin yapıya sahip olmayan doğal ve biçimsiz bir karbon ile kaplanıyor. Bu karbon yaklaşık 200 ns (saniyenin milyarda biri) süren tek bir lazer pals ile çarpıştırılıyor. Bu pals süresince karbonun sıcaklığı 3727°C’lere kadar yükseliyor ve daha sonra hızlıca soğutuluyor. Tüm bu operasyon atmosferik basın altında yapılıyor.

Kaynak: http://www.materialsforengineering.co.uk/engineering-materials-news/researchers-make-diamond-at-room-temperature-from-new-phase-of-carbon/110792/

3 Boyutlu Yazıcı ile Metal ve Alaşımların Üretimi

3 Boyutlu Yazıcı ile Metal ve Alaşımların Üretimi

Yeni yöntemle üretilen 3D yazılmış bakır

Bulunan yeni bir yöntem ile metal ve alaşımları daha hızlı, ucuz ve kolay bir şekilde 3D printing ile üretilebiliyor.

Northwestern üniversitesinde bir takım mühendis oksitleme (korozyon) ve metalik tozları kullanarak yeni bir 3 boyutlu yazılım yöntemi yarattı. Eski yöntemde büyük metal toz yatakları, pahalı lazerler ve elektron ışınlar varken yeni bulunan yöntemde sıvı mürekkep ve bilinen fırınlar kullanılıyor ve sonuçları daha ucuz, daha hızlı ve daha uygun bir proses oluyor. Ayrıca Northwestern araştırmacıları bu yöntemin birçok çeşitteki metale uygulanabildiğini gösterdi.

“Bu çok heyecanlı çünkü metalik yazılım için en ileri üretim yöntemleri şimdiye kadar kısıtlıydı. Bizim yöntem, yazdırabileceğimiz metal ve alaşımların sayısını genişletiyor, bu da birçok farklı uygulamanın kapısını aralıyor.” diyor yöntemi geliştiren mühendisler.  

Proseslerinin bir başka yenilikçi parçası ise metal oksitlerin -ki metal sonradan indirgenebilir- yazdırmak için kullanılabilmesi, demir oksit gibi. Korozyon tozları, saf demir tozlarından daha hafif, daha stabil, daha ucuz ve işlemek için daha güvenlidir. Araştırmacılar ilk 3D yapılarını korozyon ve diğer metalik oksitlerle yazdırabildiklerini ve ardından ilgili metali green bodies denilen malzemenin yoğunlaşmamış haline dönüştürmek için hidrojen kullanabildiklerini keşfettiler.   

Kendini Onaran Esnek Kompozit

Rice Üniversitesindeki bilim insanları kendi kendini yenileme ve sertleşme özelliği sergileyen uyarlanabilir bir malzeme geliştirdi.

SAC (self-adaptive composite) adı verilen malzeme, katı bir matriks formunda mikron ölçekli aşırı nemli kauçuk toplar içeriyor. Araştırmacılar iki polimer malzemeyi ve ısıtıldığında buharlaşıp yapışkan ve porozlu bir alan bırakan solvent bir maddeyi karıştırarak SAC’ı ürettiklerini ifade ediyorlar. Ayrıca SAC’i doku mühendisliği için biyouyumlu malzeme olarak yararlı olabileceğini düşünüyorlar.

Aşağıdaki videoda da görebileceğiniz gibi, malzeme çatladığında, uygulanan basınç yardımı ile matriks orjinal formuna dönene kadar sürekli iyileşiyor.