Sıvı Metalden Üretilen Şekil Hafızalı Malzemeler

Bir grup araştırmacı, ezildikten sonra orijinal hâllerine dönebilen sıvı metal örgüler üretti. Bir silikon kabuk sayesinde bir arada duran malzemelerin yumuşak robotlar geliştirmekten katlanabilir antenlerin üretimine kadar çeşitli alanlarda yararlı olacağı düşünülüyor. Fanghan Deng, Quang-Kha Nguyen ve Pu Zhang tarafından yapılan araştırma ile ilgili makale Additive Manufacturing’de yayımlandı.

Araştırmacılar tarafından tasarlanan ve üretilen malzemeler, örgü malzemeler olarak adlandırılan malzemelerin bir örneği. Örgü malzemeler, insanlar tarafından tasarlanmış bir geometriye sahip, tekrar eden birimlerden oluşan malzemelerdir.

Malzemeleri, bir yerden başka bir yere kolayca nakledebilmek için, önce sıkıştırmak daha sonra da yeniden orijinal hâllerine döndürmek mümkün.

Araştırmacılar çeşitli geometrilere sahip, ezildikleri zaman yeniden orijinal hâllerine dönebilen malzemeler üretmek için sıvı metallere yönelmişler. Sıvı metaller, erime sıcaklığı oda sıcaklığının altında ya da oda sıcaklığına çok yakın olan metaller ve alaşımlardır. En bilinen örneği cıva elementi olan bu malzemelerden biri de Field alaşımı olarak adlandırılan bizmut, indiyum ve kalaydan oluşan bir alaşımdır. Erime sıcaklığı sadece 62°C olan bu malzemeyi yalnızca üzerine sıcak su dökerek bile sıvılaştırmak mümkün.

Üretilen malzemeler katı hâldeyken güçlü ve kararlı bir yapıya sahip. Ancak ısıtıldıkları zaman sıvı metal eriyor ve malzemenin şekli kolayca değiştirilebiliyor. Şekli bozulan malzemeler tekrar ısıtılıp daha sonra soğumaya bırakıldıklarında orijinal biçimlerini yeniden kazanıyor. Erimiş sıvı metallerin akıp gitmesini engelleyen ve soğurken orijinal hâllerine geri dönmesini sağlayan şeyse dış yüzeylerini kaplayan bir silikon kabuk. Bu kabuk, Field alaşımının tasarlanmış kanalların içine hapsolmasını sağlıyor ve eridiği zaman akıp gitmesini engelliyor.

Geliştirilen malzemelerin en önemli özelliği çok küçük hacimlere sıkıştırılabilmeleri. Bu sayede sıradan malzemelere göre çok daha kolay bir biçimde depolanabiliyor ve taşınabiliyorlar. Araştırmacılar malzemelerin bu özelliğinin uzay görevleri için yararlı olacağını düşünüyorlar. Bu malzemeler sayesinde, kapasitesi sınırlı uzay araçlarıyla Ay’a ya da Mars’a daha çok şey taşınabilir.

Geliştirilen malzemelerin bir diğer kullanım alanı, canlı organizmalara benzer yumuşak robotlar üretmek olabilir. Araştırma ekibinin üyelerinden Pu Zhang geliştirdikleri malzemeyle bir robotik el ürettiklerini, asıl hayallerininse sıvı metal robotlar geliştirmek olduğunu söylüyor.