Yapay Örümcek Ağı Üretmek için Çevreci Bir Yöntem Geliştirildi
Cambridge Üniversitesi’nde kimyagerlerden oluşan araştırma ekibi, neredeyse tamamen sudan oluşan süper esneme gücüne sahip ve sağlam elyaflar tasarladı.Bu elyafların tekstilde, sensörlerde ve çeşitli malzemeler yapmak için kullanılabileceği öngörüldü. Büyük miktarda enerjiyi emebilen minyatür esnek lastik kordona benzeyen lifler, sürdürülebilirdir, toksik değildir ve oda sıcaklığında yapılabilir.
Bu yeni yöntem sadece sentetik örümcek ağı üretmenin daha önceki yöntemlerini iyileştirmekle kalmıyor, yüksek enerji prosedürleri veya zararlı çözücülerin yaygın kullanımı gerektirmediğinden, her türlü sentetik elyafa yapıştırma yöntemlerini önemli ölçüde artırabilir. Örümcek ağı, doğanın en güçlü malzemelerinden biridir ve bilim adamları, çeşitli uygulamalarla örümcek ağının özelliklerini taklit etmeye çalışmaktadırlar.
Cambridge Üniversitesi Mimarlık Bölümü’nden Darshil Shah; Örümceklerin ağına verdiği zarafeti tam olarak yeniden yaratmamız gerekiyor, dedi.
Bu lifler, Cambridge’li bir ekip tarafından %98’i su olan ve hidrojel adı verilen akışkan bir malzemeden eğirtilmiştir. Hidrojelden arta kalan %2’lik kısım birbirlerine cucurbitiren olarak bilinen ağ yapısına benzeyen silindirik yapıdaki kelepçeli ağlarla bağlı , ikiside doğal olarak bulunan silika ve selülozdan oluşmaktadır.Farklı bileşenler arasındaki kimyasal etkileşimler uzun elyafların telden çekilmesini sağlar.
Lifler, hidrojelden çekilerek uzun, son derece ince, çapı metrenin birkaç milyonda biri olan iplikleri oluşturur . Yaklaşık 30 saniye sonra su buharlaşır ve hem kuvvetli hem de gergin bir lif bırakır.
Shah, “Her ne kadar elyafımız en güçlü örümcek ağı kadar güçlü değilse de, diğer sentetik ve doğal ipeklere (ağlara) benzer şekilde 100 ila 150 megapaskal arasında baskı oluşturabilirler. Ancak elimizdeki lifler toksik değildir ve çok daha az enerji harcamaktadır. ” dedi.
Kovalent bağlar haricindeki kuvvetlere dayanan elyaflar, oda sıcaklığında kendiliğinden birleştirme yeteneğine sahiptir.
Cambridge Üniversitesi Kimya Bölümü’nden doktora öğrencisi olan Yuchao Wu “Bu elyaflara baktığınızda farklı ölçeklerde bir araya getiren bir dizi farklı güç görebilirsiniz. Bu, karmaşık bir özellik kombinasyonuyla sonuçlanan bir hiyerarşiye benziyor.” dedi.
Liflerin dayanıklılığı, selüloz esaslı viskoz ve yapay ipek gibi diğer sentetik liflerin yanı sıra insan veya hayvan kılı gibi doğal liflerin çok üzerindedir.
Dayanıklılığın yanı sıra, lifler de çok yüksek sönümleme kapasitesine sahiptir, yani bir uzayan bir lastiğe benzer şekilde büyük miktarda enerjiyi emebilirler. Bu kapasiteye sahip çok az sentetik elyaf vardır, ancak yüksek sönümleme örümcek ağının en özel özelliklerinden biridir. Araştırmacılar, üretilen ağın bazı durumlardaki sönümleme kapasitesinin doğal ağlardan fazla olduğunu bulmuştur.
Shah, “Bu elyaf üretim yönteminin mevcut imalat yöntemlerine sürdürülebilir bir alternatif olabileceğini düşünüyoruz” dedi.
Araştırmacılar iplik, ağ ve örgülü elyaf da dahil olmak üzere elyafların kimyasını daha da keşfetmeyi planlıyorlar.
Kaynak : chemeurope.com
