Yeni Nano Seramik Süngerle Esnek Yalıtım ve Su Arıtma Yapılabilir

[Ahmet]

Araştırmacılar nano seramik fiberlerden,çok hafif sünger benzeri malzemeler geliştirmenin yolunu buldular. Bu çok gözenekli, sıkıştırılabilir ve ısı dayanımlı süngerlerin su arıtma cihazlarından, esnek yalıtım malzemelerine kadar sayısız kullanım alanı olabileceği düşünülüyor. Araştırmada yeni geliştirilen metot sayesinde ucuz ve yüksek miktarlarda üretim sağlanabileceğine değiniliyor. Porselen malzemeler oldukça kırılgandır. Örneğin bir vazodaki en ufak bir çatlak hızla yayılarak büyük bir hasara neden olabilir. Fakat, bu geleneksel seramik malzemeler için geçerli bir ilkedir, nano ölçekte işler oldukça değişmektedir. “Nano boyutta çatlak ve kusurlar oldukça küçüktür ve bunların yayılması, aktif olması için çok enerji gerekmektedir. Ayrıca nanofiberler, sürünme olarak da bilinen bu deformasyon mekanizmasında; atomlar tanecik sınırlarına diffüze olarak materyalin kırılmadan şekil değiştirmesine izin verebilir,” diyor Brown Üniversitesi Mühendislik Fakültesi’nden Prof. Huajian Gao. Profesör Tsinghua Üniversitesi(Çin) ‘nden Hui Wu ve Xiaoyan Li laboratuarlarıyla işbirliği yapıyor. Seramik nanofiber materyallerin şekil değiştirme ve esneklik potansiyelleri olduğundan yüksek sıcaklıklarda ısı dayanımları da mevcut. Tek problem; bu materyalleri yapmak normalde oldukça zor olması. Nanofiberler sıklıkla kullanılan metotlardan biri elektro-spinning olsa da, bu seramiklerde pek de işe yaramıyor. Diğer potansiyel seçenek ise, 3-D lazer baskı yani, pahalı ve zaman harcayan bir uygulama. İşte araştırmacılar bunlardan dolayı blow-spinning (üfleme döndürmesi vb.)adını verdikleri bir yöntem kullandılar. Bu metot Tsinghua Üniversitesi’nde Wu tarafından geliştirildi. Bu proses hava basıncı kullanarak, seramik içeren sıvı çözeltiyi ufak bir şırınga ile püskürtüyor. Böylece sıvı toplanarak, kolayca nano boyutta fiberleri katılaştırarak dönme kafesinde topluyor. Sonrasında toplanan materyal ısıtıldığında, çözelti uçarak gerisinde karışık bir seramik nanofiber kütlesi bırakıyor. Aslında biraz pamuk topağına benziyor. Araştırmacılar bu metodu kullanarak farklı tip seramiklerden çeşitli süngerler üreterek, materyallerin kayda değer özelliklerini sergilediler. Örneğin, süngerler % 50’ye kadar baskıyı geri yansıtabiliyorlar. Normalde bu hiçbir seramik malzemenin yapabileceği bir şey değil. Ayrıca süngerler 800 0C’ye kadar bu özelliklerini koruyabiliyorlar. Titanyum Dioksit Seramiklerden Yalıtım ve Arıtma Ayrıca araştırmada süngerlerin yüksek sıcaklığa karşı iyi bir yalıtım sergilediği de gösterildi. Deneylerin birinde titanyum dioksitten(genel seramik materyali) yapılan nano fiber seramik materyal üzerine yerleştirilen taç yaprağı, alttan 10 dakikalığına 400 0C’ye kadar ısıttığında çiçeğin çok az solduğunu gözlemledi. Taç yaprak gözenekli diğer seramik malzemelere yerleştirildiğinde ise kurudu. Süngerlerin ısı dayanımı ve şekil alabilir olması, esnek yalıtım malzemelerinin gerektiği yerlerde kullanım imkanlarını arttırıyor. Örneğin bu malzeme itfaiyecilerin giysilerinde yalıtım malzemesi olarak kullanabilir. Diğer bir potansiyel kullanım ise su arıtma olabilir. Titanyum dioksit organik molekülleri parçaladığı bilinen iyi bilinen bir fotokatalizördür. Bu sayede bakteri ve diğer mikroorganizmalar öldürülebilir. Arştırmacılar titanyum dioksit süngerin kendi ağırlığının 50 katına kadar organik boya içeren suyu emebildiğini gösterdi. 15 dakika içinde sünger ışık altında boyayı parçalayabiliyor. Suyla yıkandıktan sonra , sünger tekrar kullanılabiliyor. Bu normalde su arıtma için kullanılan titanyum dioksit tozların yapabileceği bir şey değil. Daha farklı potansiyel uygulamalar olabileceği söyleniyor.