Skip to content Skip to navigation

Çelikten Daha Güçlü Ahşap Malzeme

Dr. Mahir E. Ocak
22/02/2018 - 17:03

Ahşap malzemeler binlerce yıldır mobilyalardan evlere pek çok şeyin üretiminde kullanılıyor. Ancak metal malzemeler kadar güçlü oldukları söylenemez. Geçmişte ahşap malzemeleri sıkıştırarak ve yoğunlaştırarak daha güçlü hale getirmek için araştırmalar yapıldı. Ancak yoğunlaştırılmış ahşap, özellikle neme maruz kaldığında, zamanla yeniden şişerek orijinal hacmine ve yoğunluğuna geri dönüyor.

Yakın zamanlarda ABD’deki Maryland Üniversitesi’nde çalışan Prof. Dr. Liangbing Hu ve öğrencileri ahşabı yoğunlaştırmak için yeni bir yöntem geliştirdi. Nature’da yayımlanan makalede detaylı bir biçimde açıklanan yöntemde sıkıştırma işlemi iki adımda yapılıyor. İlk adımda, kâğıt hamuru üretiminin ilk adımında olduğu gibi, malzeme sodyum hidroksit (NaOH) ve sodyum sülfit (NaSO3) çözeltisinin içinde kaynatılıyor. Böylece bitkilerin hücre duvarlarının sertleşmesini sağlayan iki polimer, odun özü (lignin) ve yarı selüloz (hemicellulose), ayrıştırılırken selüloz ise etkilenmeden kalıyor. İkinci adımda, hücre duvarları çökene kadar malzeme sıkıştırılıyor ve yeniden şişmesine izin verilmeden hafifçe ısıtılıyor. Yüksek basınç ve sıcaklık, yeni kimyasal bağların oluşmasına ve böylece ahşabın daha güçlü hale gelmesine sebep oluyor.

Sonuçlar, işlemden geçirildikten sonra malzemenin yoğunluğunun üç katına, parçalanmaya karşı direncinin on katına, sıkışmaya karşı direncinin 50 katına, sertliğinin 20 katına çıktığını gösteriyor. Sıkıştırılmış ahşap, darbelere ve çizilmelere karşı daha dayanıklı hale geliyor. Her şeyden önemlisi, aşırı neme maruz kalsa bile şişerek eski büyüklüğüne geri dönmüyor. Laboratuvar testleri sırasında beş gün boyunca aşırı neme maruz bırakılan malzemelerin sadece %10 oranında şiştiği görülmüş. Ayrıca malzemeyi boyayarak şişme tamamen de ortadan kaldırılabiliyor.

Elde edilen sonuçlar, gelecekte yeni tür hafif malzemelerin geliştirilmesine imkân verebilir. Örneğin günümüzde daha hafif araçlar üretmek için sıradan çelik yerine alüminyum alaşımları ya da karbonfiber kompozitleri kullanılıyor. Ancak bu malzemeler sıradan çeliğe göre daha pahalı olduğu için araçların maliyeti ve dolaysıyla satış fiyatları artıyor. Her ne kadar bu hafif ve güçlü malzemelerle üretilen araçlar daha az yakıt tüketse de, çoğu zaman yakıttan yapılan tasarruf yüksek üretim maliyetlerinin yanında küçük kalıyor. Gelecekte sıkıştırılmış ahşap malzemeleri araç üretiminde kullanmak mümkün olabilir. Ahşap malzemelerin üretimi, alüminyum alaşımlara göre hem daha az maliyetli hem de ahşabın geri dönüştürülmesi çok daha kolay.

Şu an için sıkıştırılmış ahşabın yaygın kullanımının önündeki en önemli engel, geliştirilen yöntemin büyük ölçekte üretime uygun hale getirilmesi için gerekli mühendislik çalışmalarının henüz yapılmamış olması. Araştırmacılar, laboratuvar çalışmaları sırasında kitap büyüklüğündeki her bir sıkıştırılmış ahşap malzemeyi üretmek için birkaç saat harcamışlar. Dolayısıyla geliştirilen yöntemin büyük ölçekli sanayi üretimine uygun hale gelmesi için, çok daha büyük malzemeleri çok daha kısa sürede elde etmeye imkân verecek biçimde düzenlenmesi ve geliştirilmesi gerekiyor.

İlgili İçerikler

Malzeme Bilimi

ABD’deki Sandia Ulusal Laboratuvarı’nda çalışan bir grup araştırmacı tarafından üretilen platin (Pt) - altın (Au) alaşımının dünyanın aşınmaya karşı en dayanıklı malzemesi olduğu düşünülüyor.

Malzeme Bilimi

Çoğunluğu Türk bilim insanlarından oluşan bir grup araştırmacı ısıya duyarlı görüntüleme sistemlerinden gizlenmeyi sağlayan bir çeşit yüzey malzemesi tasarlayıp üretti.

Malzeme Bilimi

Kaliforniya Üniversitesi San Diego’da çalışan bir grup bilim insanı, üç boyutlu esnek elektronik cihazlar üretmek için yeni bir yöntem geliştirdi.

Malzeme Bilimi

Günümüzde kullanılan su geçirmez kumaşların hem çevreye hem de sağlığa zararlı olmaları önemli bir sorun. Massachusetts Teknoloji Enstitüsü’nden araştırmacılar bu soruna çözüm olabilecek yeni bir kaplama malzemesi geliştirdi.

Malzeme Bilimi

Bilim dünyasında yeni keşifler yapmak için hayal gücünün ne kadar önemli olduğunu gösteren bir çalışma Massachusetts Teknoloji Enstitüsü’nden geldi. Dr. Ruike Zhao, Japon kâğıt sanatlarından biri olan kirigamiden ilham alarak esnek yüzeylere yapıştırılan bantlar için bir çözüm üretti. Kirigami, kâğıdın katlanıp üzerinde kesikler açılarak biçimlendirildiği bir sanat dalı.

Malzeme Bilimi

Utah Üniversitesi mühendislerinin keşfettiği yeni bir malzemeden yapılan yüzükle vücut ısısı kullanılarak elektrikli küçük bir tavayı çalıştırmaya yetecek kadar elektrik üretilebilecek ve hatta birkaç saat içinde cep telefonununuz şarj edilebilecek.

Malzeme Bilimi

Metalik camlar, yapıları camlarınkine benzeyen ve genellikle farklı tür metal atomları içeren malzemelerdir. Plastiklerden sonraki en önemli malzeme bilimi ürünü olduğu söylenen bu malzemelerin metal alaşımlarından (farklı metaller içeren karışımlardan) temel farkı yapılarının düzensiz olmasıdır.

Malzeme Bilimi

Konstanz Üniversitesi’nde çalışan bir grup araştırmacı deniz kestanelerinin omurgalarından esinlenerek yeni bir tür çimento geliştirdi. Araştırmacılar bu malzemeyi kullanarak 8000 metre yüksekliğinde sütunlar dikmenin mümkün olduğunu belirtiyor. 

Malzeme Bilimi

Tükenmez kalemlerde mürekkep kütleçekimi etkisiyle akarak kalemin ucundaki bilyeye ulaşır. Dönebilen bu bilye yardımıyla mürekkep...

Malzeme Bilimi

Freiburg’daki Fraunhofer Malzeme Mekaniği Enstitüsü’nde çalışan bir grup araştırmacı camları şekillendirmek için lazerlerin kullanıldığı yeni bir yöntem geliştirdi.