Karbonun Kaya Kadar Sert Ama Kauçuk Gibi Esneyebilen Yeni Bir Formu Bulundu!

Karbonu yüksek basınç altında 1000 ºC’ye ısıtan araştırmacılar, çok sağlam, oldukça hafif, elektriği iletebilen ve bunların yanında kauçuk gibi elastik özellik gösteren yeni bir karbon formu keşfettiler.
Bu yeni tür karbonun sağlayabileceği olanaklar sadece sıra dışı özellikler göstermesiyle sınırlı değil. Bu maddenin keşfinde kullanılan yöntem, tamamen yeni bir malzeme sınıfının ortaya çıkarılışına da öncülük edebilir.

Evrenimizdeki en yaygın dördüncü element olan karbon, ayrıca vücudumuzda oksijenden sonra en çok bulunan elementtir. Karbon, gezegenimizde ortaya çıkan yaşamın anahtar bileşeni konumundadır.

Fiziksel özellikler söz konusu olduğunda çok az element karbon kadar çeşitlilik gösterebilir. Örneğin yumuşak ve kaygan grafit formunu değiştirirseniz gezegendeki en sert malzemelerden biri olan elması elde edebilirsiniz. Ve bunların yanında bilinen en sağlam malzemelerden grafeni unutmamak gerek.

Şimdi ise araştırmacılar atmosferik basıncın 250.000 katı basınç şartlarında bu elementi 1000 ºC’ye ısıtırsak farklı bir formun elde edildiğini belirtiyorlar. Bu yeni form hem çok sağlam, hem de süper-esnek bir malzeme olduğu için giyilebilir dış iskelet teknolojisinden uzay gemilerine kadar birçok alanda kullanılabilir.

Çin’in Yanshan Üniversitesi’nden Zhisheng Zhao, “Bunun gibi yüksek dayanım ve güçlü elastikliğe sahip malzemeler, ağırlıktan tasarrufun maliyetten bile daha çok önem arz ettiği uygulamalar için istenilen nitelikte.” diyor.

Geçmişte bilim insanları böyle bir malzeme yaratmayı denemişlerdi. Ancak doğru basınç ve sıcaklık kombinasyonu tutturulamadığı için madde tekrar eski, orijinal yapısına dönüyordu.

Neyse ki Zhao ve ekibi karbonu istenilen şekle getirecek doğru kombinasyonu bulmayı başardı. Bunun sonucu ise yeni ve ilginç bir karbon türü oldu. Öyle ki malzeme hem grafit ve elmas benzeri bağlar, hem de grafen tabakaları içerdiği için yumuşaklık ve sağlamlığı birlikte sağlayabilecek kapasitede.

Aşağıdaki şekilde malzemenin aldığı üç farklı biçimi inceleyebilirsiniz. Kırmızı küreler elmas benzeri bağlantıları, siyah küreler ise grafen tabakalarını temsil ediyor:

Kaynak: Timothy Strobel
Kaynak: Timothy Strobel

Bulunan malzeme şimdilik “sıkıştırılmış camsı karbon” olarak biliniyor.

Sıkıştırılmış camsı karbon, sıklıkla kullanılan seramiklere kıyasla iki kattan fazla basınç dayanımına sahip. Elastik özelliği dolayısıyla da anında güçlü bir esnek toparlanma göstererek bölgesel bozulmalara tepki verebiliyor.

Malzemenin elastikliği kauçuk, silika ve hatta titanyum-nikel telden bile üstün. Ayrıca sağlamlık konusunda metalleri ve alaşımları beşe katlayacak seviyede.

Hangi endüstri kollarının bu yeni malzemeye kucak açacağını bekleyip göreceğiz. Ancak bu arada araştırmacılar, aynı teknikle daha önce görülmemiş birçok yeni malzeme keşfetmeyi umuyor.

“Bu sentez yönteminin, sıra dışı özelliğe sahip karbon formları ve diğer türden malzemelerin elde edilmesinde kolaylık sağlayacağına inanıyoruz.” diyor Zhao.

Söz konusu araştırma Science Advances adlı dergide yayımlandı.

Çeviri: Mümin Can


Referanslar:

1. Science Alert, Scientist Discover a New Form of Carbon That's Hard as a Rock, But Strecthes Like Rubber
<https://www.sciencealert.com/scientists-discover-a-new-form-of-carbon-that-s-hard-as-a-rock-but-stretches-like-rubber?perpetual=yes&limitstart=1>
2. Science Advances, Compressed Glassy Carbon: An Ultrasong and Elastic Interpenetrating Graphene Network
<http://advances.sciencemag.org/content/3/6/e1603213.full>
Kapak Görseli: Timothy Strobel

Yorumlar

yorumlar