Yağ ile Suyu Ayrıştırmak için Işık Kullanmak?

Bir yüzeyin özelliğini kolayca modifiye edebilen materyal, yağ ile suyu ayırmayı sağlamakla birlikte, sadece ışık kullanarak bir sıvıya istenilen hareketi verebiliyor.

MIT’den ve Suudi Arabistan King Fahd Petrol ve Mineral Üniversitesi’nden de ekiplerin bulunduğu uluslararası bir mühendislik ekibinin geliştirdiği bu materyal, ışık ile sıvının “ıslatma” özelliklerini değiştirebiliyor, bu da bir sıvının suyu çekme ya da itme derecesinin gerçek zamanlı olarak değiştirilebileceğini gösteriyor. Takım başta yağ ile suyu ayıran bir sistem arayışıyla yola çıktı.

Yağ ve su ne kadar fazla karışırsa yani damlalar ne kadar ince olursa onları ayırmak o kadar zorlaşıyor. Elektrostatik metotlar ile bu işlem yapılabiliyor; fakat çok fazla enerji gerekiyor ve asıl lazım olan yerlerde, tuzlu karışımlarda işe yaramıyor (petrol kuyularında yağ-su karışımları tuz da içeriyor.)

Takımın yöntemi elektrostatik yerine ışığa duyarlı yüzeyler oluşturmak. Bu yüzeyler ışıkla aktif hale gelince su damlacıklarının birleşmesine ve yüzey boyunca dağılarak yağdan ayrılmasını sağlıyor. Ekip yaygın olarak güneş kremlerinde de kullanılan ışığa duyarlı materyal olan titanyum dioksiti modifiye etti. Materyal sadece UV ışınları ile aktif hale gelme özelliğine sahipken, mühendisler onu görünür ışığa da duyarlı hale getirmeyi amaçladı.

Bunu gerçekleştirmek için, tabaka tabaka birleştirme tekniğini kullanarak ince bir tabaka polimer yapılı titanyum dioksit parçacıklarını cam katmanı üzerinde elde ettiler. Sonra materyali daldırma boyama tekniğiyle organik boyayla kaplayarak ıslatma özelliği görünür ışığa duyarlı bir yüzey ürettiler.

“Boya ve titanyum parçacıklarının birlikteliği aydınlıkta yük taşıyıcıların üretilmesine imkân veriyor. Bu da aydınlıkta yüzey ve sıvı arasında elektrik potansiyel farkı(voltaj) oluşturarak ıslatma özelliklerinde değişime yol açıyor.”

“Tuzlu su aydınlıkta yüzeyimize yayılıyor, ancak yağ yayılmıyor” diyor Kansas Üniversitesi araştırmacısı Gibum Kwon. “Sanal olarak bulgularımıza göre ışık varlığında bütün deniz suyu yüzeye yayılarak ham petrolden ayrılacak.” diye ekliyor.

Dahası ekibe göre, ışık huzmesi kullanılarak sıvıdaki bir damlacığı belirli bir yönde ilerletmek mümkün. Sıvının hareketi, örneğin çip üzerindeki laboratuvardaki kan örneği, tamamen üzerine yansıtılan ışık deseni ile kontrol edilebiliyor.

“Boyanın enerji seviyelerini ve temasa geçilen sıvının ıslatma özelliğini sistematik olarak çalışarak, ışıkla gerçekleştirilen sıvı kontrolü sistemlerinde belirli bir yapının olduğuna karar verdik. Doğru boya türünü seçerek, damlacık dinamiklerinde gözle görülür bir değişim yaratabiliyoruz.” diyor MIT’den araştırmacı Kripa Varanasi.

Ekibin açıklamasına göre, proseste kullanılan bütün malzemeler kolayca ulaşılabilir, pahalı olmayan, ticari malzemeler ve prosesin gerçekleştirildiği yerler gayet basit.

Kaynak : thechemicalengineer.com

Author

İnovatif Kimya Dergisi aylık olarak çıkan bir e-dergidir. Kimya ve Kimya Sektörü ile ilgili yazılar yazılmaktadır.