‘Hiçbir Şeyi Geçirmeyen’ Kaplama ile Çocuklara Dayanıklı Hale Getirilebilen Telefonlar, Evler
Fotoğraf : Bir malzeme bilimi araştırmacısı,kir tutmayan telefon ekranları, tezgahlar, kamera lensleri ve diğer birçok günlük eşyaları geliştirerek, suyu, yağları, alkolleri ve ,evet, fıstık ezmesini hızlıca akıtan pürüzsüz, dayanıklı ve şeffaf bir kaplama oluşturdu.
Bir malzeme bilimi araştırmacısı,kir tutmayan telefon ekranları, tezgahlar, kamera lensleri ve diğer birçok günlük eşyaları geliştirerek, suyu, yağları, alkolleri ve ,evet, fıstık ezmesini hızlıca akıtan pürüzsüz, dayanıklı ve şeffaf bir kaplama oluşturdu.
Bir malzeme bilimi araştırmacısı,kir tutmayan telefon ekranları, tezgahlar, kamera lensleri ve diğer birçok günlük eşyaları geliştirerek, suyu, yağları, alkolleri ve ,evet, fıstık ezmesini hızlıca akıtan pürüzsüz, dayanıklı ve şeffaf bir kaplama oluşturdu.
Malzeme bilimi dilinde “omniphobic” olarak adlandırılan yeni kaplama, hemen hemen bilinen her sıvıyı iter. Bu kaplama, U-M malzeme bilimi ve mühendisliği profesörü olan Anish Tuteja’nın laboratuarından kaplamadaki buluşların en sonuncusudur.Ekibin daha önceki girişimleri, buz ve suyu geçirmeyen dayanıklı kaplamalar ve daha kırılgan bir omniphobic kaplama üretmekti. Yeni omniphobic kaplama, dayanıklı ve şeffaf olan ilk kaplamadır. Hemen hemen her yüzeye kolayca uygulanır,bu buluş ACS Uygulamalı Malzemeler ve Arayüzler’de yayınlanan bir makalede detaylandırılmıştır.
Tuteja, yeni kaplamanın hem evlerde hem de endüstride yüzeylerin kirlenmesini önlemek için bir yöntem olduğunu düşünüyor. Örneğin, bilgisayar ekranlarında, masalarda, zeminlerde ve duvarlarda işe yarayabilir.
Tuteja, “Evde 2 yaşındaki bir çocuğum var, bu yüzden bu özel proje benim için sadece bilimden daha fazlasıydı.” dedi. “Evlerin ve temizleme yerlerinin bakımı için neler yapılabileceği konusunda heyecan duyuyoruz ve endüstride de çeşitli olası uygulamalara bakıyoruz.”
Yeni kaplamanın ekibin, geleneksel malzeme bilimindeki “karıştır ve gör” yaklaşımını kıran,sistematik yaklaşımının en son sonucu olduğunu söyledi. Geniş bir madde kütüphanesinin temel özelliklerini haritalandırarak,birleştiklerinde ikisinin nasıl davranacağı matematiksel olarak tahmin edebilir. Bu sayede, neredeyse sonsuz çeşitlilikte kombinasyonları çok özel olarak uyarlanmış özellikler ile birleştirilmesini sağlar.
Tuteja, “Geçmişte araştırmacılar çok dayanıklı bir madde ve çok itici(geçirmeyen) bir madde almış ve bunları birlikte karıştırmış olabilirler.” dedi. “Ancak bu mutlaka dayanıklı ve geçirmez bir kaplama oluşturmaz.”
Dayanıklılık veya iticilikten daha önemli olanın, “kısmi karışabilirlik” adı verilen bir özellik veya iki maddenin tam olarak doğru şekilde birbirine karışabilme yeteneği olduğunu keşfettiler. Birlikte iyi hareket eden kimyasallar, daha az dayanıklı olsalar bile, çok daha dayanıklı bir ürün oluştururlar.
Bu özel kaplamanın karışabilirliğinin ayarlanması özel bir zorluktu. Yağları ve alkolleri geçirmeyen optik olarak şeffaf ve yeterince pürüzsüz çok yönlü bir kaplama yapmak için ekip, çok çeşitli alt tabakalara yapışabilme yeteneğinin yanı sıra, doğru miktarda karışabilirliğe sahip bir itici madde ve bir bağlayıcı bulmak zorundaydı. Ayrıca, işleme ve kurutma sırasında pürüzsüz kalabilecek bir kaplamaya da ihtiyaç duyuyorlardı.
Tuteja, “Su ile yüzey arasında küçük bir hava kabarcığı oluşturan pürüzlü bir yüzeye su püskürtebilirsiniz, ancak bu yüzeyler alt yüzey gerilimleri nedeniyle yağları veya alkolleri her zaman itmezler” dedi. “Çeşitli sıvılarla mümkün olduğunca az etkileşime giren çok pürüzsüz bir yüzeye ihtiyacımız vardı ve aynı zamanda çok iyi karışan bileşenlere de ihtiyacımız vardı, çünkü malzemeler arasında çok fazla faz ayrımı ışığı dağıtır.”
Sonunda, ekip, florlu poliüretan ve F-POSS olarak adlandırılan özel bir sıvı itici molekülün bir karışımının işe yarayacağını keşfetti. Elde ettikleri, sıkıca bağlandığı çok çeşitli yüzeylerin üzerine püskürtülebilir, fırçalanabilir, daldırılabilir veya döndürülebilir bir karışım oluşturur. Yüzeyi keskin bir nesne ile çizilebilirken, günlük kullanıma da dayanıklıdır. Ve son derece hassas faz ayrımı seviyesi, onu optik olarak şeffaf hale getirir.
Materyal bilim ve mühendislik lisansüstü araştırmacı ve makalenin yazarı Mathew Boban, “İtici ve bağlayıcı,şeffaf bir kaplama yapmak için yeterince iyi bir şekilde karıştırılsa da, aralarında çok az miktarda faz ayrımı var” dedi. “Bu ayrım, F-POSS’un yüzmesine ve itici güzel bir tabaka oluşturmasına izin verir.”
Tuteja, kaplamanın kitle pazarına girdiği andan itibaren ucuz olacağına inanıyor – florlu poliüretan ucuz, yaygın bir malzemedir. Ve F-POSS bugün nadir ve pahalı iken, imalatçılar, maliyetini önemli ölçüde azaltması gereken seri üretimi arttırıyorlar.
Araştırma ekibi ayrıca, kaplamanın günlük bakım merkezleri gibi yerlerde kullanım amacıyla toksik olmadığından emin olmak için daha fazla çalışma yürütmektedir. Tuteja, kaplamanın önümüzdeki iki yıl içinde pazara gidebileceğini tahmin ediyor ve çocuklara dayanıklı kaplamaların sadece bir başlangıç olduğuna inanıyor.
Kaplama aynı zamanda soğutma, enerji üretimi ve petrol rafinasyonlarında–sıvıların yoğunlaşmasına bağlı tüm endüstriler–da kullanılabilir. Yeni kaplama, ekipmanın yoğunlaştırılmış suyu ve kimyasalları daha hızlı üzerinden atmasını ve verimliliği yüzde 20’ye kadar artırmasını mümkün kılıyor. Bu endüstriler dünyanın bir kısmı gibi en yüksek yoğunluklu ve yoğun enerjili olduğu için bir oyun değiştirici.
Kaynak : phys.org
