Dünyanın En Güçlü Hafif Maddesi: Grafen

Araştırmacılar yıllardır karbonun belirli bir şekilde düzenlendiğinde çok güçlü olabileceğini biliyorlardı. Sonuç olarak artık grafen maddesine sahibiz.
İnsanoğlunun bugüne kadar gördüğü en güçlü madde olan grafen, iki boyutlu olarak düzenlenmiş son derece ince bir karbon atomu tabakasından yapılıyor. Her ne kadar iki boyutlu olarak çok güçlü bir madde olsa da grafenden üç boyutlu olarak düzenlenmiş materyaller üretmek oldukça zor ve bu da bir dezavantaj oluşturuyor. En azından MIT’nin son çalışmaları açıklanana kadar bu durum böyleydi.
MIT’de bir grup araştırmacı grafenden 3 boyutlu yeni malzemeler üretebilmek için atomik tabaka yerine belirli parçaları alıp bu parçalardan yeni bir 3 boyutlu madde ürettiler ve gördüler ki birbirine geçirilmiş grafen parçacıklarından oluşan yeni örgülü model grafenin kendisinden bile çok daha güçlü bir hale getirmişler. Sadece %5 yoğunluktaki grafen, örgülü bir yapıda 3 boyutlu olarak modellenince normal halinden 10 kat daha güçlü hale getirilebildi.

Son derece güçlü ve bir o kadar da hafif olan bu malzemenin keşfi birçok farklı uygulamaya sahne olacak. MIT raporlarında şöyle yazıyor:
“Yeni bulgular gösteriyor ki maddenin kendi yapısından ziyade yeni nesil 3 boyutlu modellemelerle farklı geometrik şekillerde üretilmesi bu güçlü yapının temelini oluşturuyor. Benzer şekilde güçlü ve hafif maddelerden de bu şekilde geometrik şekiller üreterek sağlamlıkları artırılabilir.”
MIT Çevre Mühendisliği Bölümü Başkanı Markus Buehler, “Grafen veya benzer yapıdaki malzemeleri bu yeni keşfettiğimiz geometrik şekilde kullanabilirsiniz. Burada geometri baskın faktördür. Güçlü maddeleri daha güçlü yapmanın çok efektif bir yolunu keşfettik ve bu da birçok farklı maddede kullanılabilir” diyor.
Köprüler gibi büyük ölçekli yapılarda artık yapının daha güçlü olması için artık bu geometrik modelleme kullanılabilir. 3 boyutlu yazıcılar hayatımızda birçok şeyi değiştirmeye başlamışken bu şekilde maddeyi olduğundan daha dayanıklı hale getirmenin de kolay bir yolu olarak kullanılması oyun değiştirecek bir şey. Sadece büyük yapılarda değil özellikle gözenekli bir yapıda olması dolayısıyla binalarda filtrasyon sistemlerinde de uygulanabilir.
Malzeme mimarisinin bu kadar büyük değişikliklere sahne olacağı aklımıza bile gelmezdi fakat artık 3 boyutlu yazıcılar sayesinde mümkün. Sıra, uygulama alanlarını tespit edip kullanmak ve seri üretime geçmekte. Daha hafif malzemelerle hem süreyi kısaltıp, hem maliyetleri azaltıp hem de daha güçlü yapılar yapmak artık bizim elimizde.

Kaynak: Webrazzi​