Skip to content Skip to navigation

Dünyanın En Güçlü ve En Hafif Malzemesi

Dr. Tuba Sarıgül
10/02/2017 - 11:30

Massachusetts Teknoloji Enstitüsü’nden (MIT) araştırmacılar sıkıştırdıkları grafen katmanlarını, sıradışı üç boyutlu bir yapı oluşturacak şekilde birleştirerek dünyanın en hafif ve en güçlü malzemesini elde etti.

Grafen bilinen en güçlü malzeme. Ancak tek atom kalınlığındaki bu iki boyutlu malzemeden üç boyutlu güçlü bir yapı oluşturmak hayli zor.

Malzemelerin sahip olduğu üç boyutlu yapı mekanik özelliklerini belirgin şekilde etkiliyor. Örneğin bir kâğıt yaprağını kolayca katlayabilir ya da buruşturabiliriz. Aynı kâğıdı rulo haline getirdiğimizi düşünelim. Dikey olarak üst kısmından bastırdığımızda kolayca deforme olmadığını fark ederiz. Yani malzemenin kendisi aynı kalsa bile, geometrik yapısı değiştirilerek farklı özelliklere sahip olması sağlanabilir.

Sonuçları Science Advance dergisinde yayımlanan araştırmada bilim insanları öncelikle malzemenin dayanıklılığını kuramsal olarak tahmin edebilmek için, üç boyutlu yapı içindeki her atomun davranışını analiz eden matematiksel bir model geliştirdi. Böylece iki boyutlu malzemelerin üç boyutlu şekillerinin özellikleri hakkında öngörüde bulunmaları mümkün oldu. Geliştirilen modellemeye göre üç boyutlu yazıcılar kullanılarak üretilen malzemelerin mekanik özellikleri incelendiğinde, kuramsal ve deneysel sonuçların birbiriyle uyumlu olduğu belirlendi.

MIT araştırmacıları üç boyutlu karmaşık bir yapı olan giroid şeklinde üretilen grafenin, yoğunluğu demirinkinin %4,6’sı kadar olmasına rağmen, demirden 10 kat daha güçlü olduğunu belirledi. İçinde boşluklar olan hayli karmaşık bir geometriye sahip bu yapıyı geleneksel yöntemlerle üretmek ise çok zor.

 

Melanie Gonick/MIT

Araştırmacılar bunu üç boyutlu yazıcı teknolojisini kullanarak başardı.

Araştırmacılar geliştirdikleri yöntemin farklı malzemelere ve daha büyük ölçeklerde uygulanabileceğini düşünüyor. Böylece daha hafif ama güçlü yapılar örneğin köprüler inşa etmek mümkün olabilir.

İlginç olan soru ise şu: Bu gelişmeler havadan daha hafif katı malzemelerin geliştirilmesine öncülük edebilir mi?

İlgili İçerikler

Kimya

Dünya’daki yaşamın temelinde karbon vardır. İnsanların ve diğer canlıların yapısındaki organik moleküllerin iskeletini karbon atomları oluşturur. Peki, evrendeki karbon nasıl oluştu?

Kimya

Bilim Çizgi Dizi köşesinde Nobel ödüllü bilim insanımız Prof. Dr. Aziz Sancar'ın hayat öyküsüne yer veriyoruz.

Kimya

1940’lardan beri organik madde içeren nesnelerin yaşını tespit etmek için radyokarbon tarihlendirme ya da karbon-14 tarihlendirme olarak adlandırılan yöntem yaygın olarak kullanılıyor

Kimya

Deneyler köşesinin bu etkinliğinde kimya ve fizik bilgilerimizi kullanarak bir yumurtanın kabuğunu kırmadan çiğ mi yoksa pişmiş mi olduğunu nasıl anlayabileceğimizi öğreniyoruz.

Kimya

Limon suyu ekşidir. Elimizi yıkamak için kullandığımız sabun ise kaygandır. Bu maddeler sırasıyla asit ve baz olarak sınıflandırılır. Peki, asit ve baz nedir? Okulda kimya dersinde ya da laboratuvarında sıkça karşılaştığımız bu kavramlar neden önemli?

Kimya

2019 yılı Prof. Dr. Fuat Sezgin Yılı olarak ilan edildi. Bilim Genç olarak 2019 yılı boyunca Prof. Dr. Fuat Sezgin’in İslam bilim ve teknoloji tarihine katkılarını farklı yazılarla ele alacağız. Prof. Dr. Fuat Sezgin anısına hazırladığımız diğer yazılara ulaşmak için tıklayın.

Kimya

İdeal gazların hareketlerini ve birbirleriyle etkileşmelerini bilardo ya da pinpon toplarınınkine benzetebiliriz. Bu etkinliğimizde de pipon toplarını kullanarak maddenin gaz hâlinin bir benzetimini yapacağız.

Kimya

Orta Doğu Teknik Üniversitesi tarafından üniversite ve lise öğrencilerine konuşma yapmak üzere Türkiye’ye gelen Nobel ödüllü Prof. Dr. Agre başarı hikâyesini Bilim Genç’e anlattı.

Kimya

Herhangi bir maddenin bir molü atomlarının ya da moleküllerinin belirli bir sayısıdır. Bu değer Avogadro sayısıyla ifade edilir. Avogadro sayısının ismi İtalyan bilim insanı Amedeo Avogadro’dan gelir.

Kimya

Massachusetts Teknoloji Enstitüsünde (MIT) çalışan Kehang Cui ve Brian L. Wardle, bilinen en kara malzemeyi üretti. Malzeme, üzerine düşen ışığın %99,995’inden fazlasını soğuruyor.