Deniz Kabuklarından İlham Alan Kırılmaz Cam
Fotoğraf: (A) Cam kompozit (solda indeks eşleştirme stratejisi olmadan ve sağda indeks eşleştirme ile), (B) Cam kompozitin mikro yapısı, (C) Kırmızı deniz kulağı kabuğundaki sedefli katmanın görünümü ve (D) Sedefin (bazı yumuşakça kabuklarının dekoratif objeler yapmak için kullanılan incili iç tabakası) mikro yapısı.
McGill Üniversitesi bilim insanları yumuşakça kabuklarının iç tabakalarından ilham alarak, camdan daha güçlü ve daha sert bir cam geliştirdiler. Çarpma akabinde kırılma veya parçalanma yerine yeni malzeme, plastik esnekliğine sahip ve diğer uygulamaların arasında ileride cep telefonu ekranlarını iyileştirmek için kullanılabilir.
Temperleme (sertleştirme) ve laminasyon (astarlama) gibi teknikler camın güçlendirilmesine yardımcı olabiliyorken, bu teknikler maliyetlidir ve yüzey bir kez hasar gördüğünde artık çalışmazlar. McGill Üniversitesi Biyomühendislik Bölümünden bir doçent doktor Allen Ehrlicher “Şimdiye kadar yüksek mukavemet, sertlik (dayanıklılık) ve şeffaflık arasında ödünleşim (aynı zamanda sağlanması mümkün olmayan etkenlerin dengelenmesi) vardı. Bizim malzememiz normal camdan 3 kat daha güçlü, aynı zamanda 5 kat daha çatlamaya dirençlidir.”diyor.
Tasarımın Ustası Olan Doğa
Doğadan ilham alan tasarı, bilim insanı yeni bir cam ve sedef veya sedef benzeri akrilik kompozit bir malzeme meydana getirdi. Ehrlicher “Bir tasarımın ustası doğadır. Biyolojik malzemelerin yapısını incelemek ve nasıl çalıştıklarını anlamak, yeni malzemeler için ilham ve bazen de plan sunar” diyor.
O “Sedef şaşırtıcı bir şekilde sağlam bir malzemenin sertliğine ve yumuşak bir malzemenin dayanıklılığına sahip ve malzemeye her iki özelliğin en iyisini verir.” diye açıklıyor. “Yüksek derecede elastik yumuşak proteinlerle kaplanmış tebeşir benzeri maddenin sert parçalarından yapılmıştır. Bu yapı, olağanüstü sertlik üretiyor, bu durum onu, malzemeyi oluşturan bileşenlerden 3000 kat daha sağlam hale getiriyor.”
Bilim insanları, sedefin mimari yapısını aldılar ve onu cam pul parçalar ve akriliğin katmanları ile taklit ederek, kolay ve ucuz bir şekilde üretebilen son derece güçlü ancak opak bir malzeme elde ettiler. Daha sonra kompoziti optik olarak şeffaf hale getirmek için bir adım daha attılar. McGill’de bir doktora sonrası araştırmacı baş yazar Ali Amini, “Akriliğin kırılma indeksini ayarlayarak, tamamen şeffaf bir kompozit yapmak için cam ile kusursuz bir şekilde karışmasını sağladık.” diyor. Sonraki adım olarak ise, bilim insanları camın renk, mekanik ve iletkenlik gibi özelliklerini değiştirmesine izin veren akıllı teknolojiyi de kapsayarak camı iyileştirmeyi planlıyorlar.
Fotoğraf: (A) Cam kompozitin mikro yapısı ve (B) Sedefin mikro yapısı.
Esnek Camın Kayıp Keşfi
Esnek camın Roma İmparatoru Tiberius Caesar’ın saltanatından beri kayıp bir buluş olduğu iddia ediliyor. Romalı yazar Gaius Plinius Secundus ve Petronius tarafından popüler tarihsel hesaplara göre mucit, imparatora bu malzemeden yapılmış bir içme kabı getirmiş. Kap, onu kırmak için teste tabi tutulduğunda, kap parçalanmak yerine sadece yamulmuş.
Mucit, malzemeyi nasıl üreteceğini bilen tek kişinin kendisi olduğuna yemin ettikten sonra, Tiberius camın daha değerli olabileceği ve altın ve gümüşün değerini düşürmesinden korktuğu için adamı idam ettirmiş.
Ehrlicher “Tiberius’un hikayesi hakkında düşündüğümde, bizim malzememizin yeniliğine infaz yerine yayına zemin hazırladığı için memnunum.” diyor.
Kaynak: phys.org
