Vibranyum gerçek olmayabilir ama malzemeleri karıştırıp eşleştirmek gerçek bir şey.
Kaptan Amerika’nın yıldızlarla süslenmiş kalkanı, vibranyum sayesinde evrenin en güçlü kuvvetlerine dayanabiliyor. Bu kurgusal ve neredeyse yok edilemez element, devasa miktarlarda kinetik enerjiyi özümseyip serbest bırakıyor. Gerçek malzeme bilimcilerin hayallerini süsleyen bir şey aynı zamanda.
ABD’deki Lehigh Üniversitesinde eğitim veren ve Popular Science‘a konuşan malzeme bilimci Ricardo Castro, “İlginç bir örnek çünkü aradığınız neredeyse tüm mekanik özellikleri kapsıyor” diyor. “Kalkan her şeyde çok iyi olduğundan, malzeme bilimcilere göre çok büyüleyici ve ilham verici.”
Castro, mühendislik dersleriyle fiziksel sunumları birleştirerek malzemelerin süper kahramanlara güçlerini nasıl verdiğini gösteren Mühendislik Süper Kahramanları isimli bir ders veriyor. Oluşturdukları malzemeler kudretli Thor’un çekici kadar güçlü olmasa da öğrenciler öğrendikleri şeyle kendi çekiçlerini, pil paketlerini ve hatta kalkanlarını meydana getiriyorlar.
Görüntü: Ricardo Castro/Lehigh Üniversitesi
Peki gerçek dünyada Kaptan Amerika’nın kullandığına benzeyen bir kalkana hangi malzemeler girerdi? Altı Sonsuzluk Taşı’nın tamamını ele geçirmek için zaman yolculuğunu çözmekte olduğu gibi bu da biraz karışık bir iş.
Thanos ile yüzleşmek
Bir malzemenin atomik yapısı (atomların tek tek hizalanma şekli), ona esnekliğe karşılık sertlik gibi çeşitli özellikler veriyor. Metalin gücü, atomların birbirlerine göre kayma şekliyle ve malzemenin mikroyapısıyla ilgili.
Castro şöyle açıklıyor: “Bir metalin muhakkak diğerinden güçlü olduğunu pek söyleyemezsiniz çünkü bu durum onu ne için kullandığınıza bağlıdır. Diyelim ki Thanos benim kalkanımı aldı ve onu büküyor. Bu bükmeye dayanacak malzemenin, bir kurşuna dayanacak malzemeden farklı olması gerekir.”
Tungsten karbürden yapılan bir malzeme, sıkıştırıcı kuvvetlere karşı meydan okuyabilir. Bu bileşendeki atomlar o kadar sıkı istiflidir ki ayrılamaz ve basınçlara karşı çok dirençlidirler. Aslında bu malzeme, mutfaklarda yaygın bulunan bir malzemeyle iş görür: Seramik kupayla. Seramik gibi gözenekli bir malzeme metal ile karıştığında, yeni ve bazen daha iyi karışmış bir malzeme ortaya çıkabilir.
“Metal katmanlarla kaplanmış seramik bir malzemeniz varsa, aslında bir miktar ikilik elde edebilirsiniz. Metal matris alaşımlar dediğimiz bu malzemelerde, metaller ve seramik parçacık ya da yapılar boylu boyunca dağılıyor” diyor Castro.
Hidra’nın kurşunlarını saptırmak
Fakat bir Yenilmez’in hakkından gelmesi gereken tek güç, devasa ve güçlü bir uzaylının kuvveti değil. Kaptan Amerika: İlk Yenilmez sırasında Kaptan Amerika’nın kalkanının 2. Dünya Savaşı’ndaki silahlardan gelen kurşunları engellediği görülüyordu. Bunun olması için kalkanın, kurşunların hızlı ve bölgesel darbelerine dayanması gerekiyor. Kurşunları en iyi şekilde saptırmak için metalin nasıl düzenlendiğine bakmamız gerekiyor.
Castro şöyle açıklıyor: “Her metal kristaller ve atomlar halinde organize olmuştur ve oluşan bu kristaller, çok tahmin edilebilir şekillerde bir araya gelir. Metallerde, birden çok kristal bir araya gelerek dane oluşturur.”
Bu kristallerin yönü, bir malzemenin kuvvetini etkileyebilir. Bir kurşunun hızlı ve merkezileşmiş kuvvetine dayanması için bir kalkanda bakır-tantal alaşım kullanılması gerekir. Birleşik Devletler Ordusu tarafından geliştirilen bu alaşım nanokristal yapıdadır ve kurşun geçirmez yeleklerdeki kevlara benzer nanoölçekte ufak kristaller kullanır. Yumuşak ve şekil verilebilir bir malzeme olan bakır ile yüksek bir erime noktası olup çok sert olan nadir Dünya elementi tantalın karıştırılmasıyla oluşur.
“Onu bir bal peteği olarak düşünebilirsiniz. Bal bakır iken, balmumu ve tantal ise kurşuna direnebilen esas iskelettir” diyor Castro. “Bu yüzden kurşuna direnen şey, temelde o çekirdeğin etkisini taşıyıp onu durduran bu iskelettir.”
Alevi engellemek
İster Kaptan Amerika: İç Savaş‘ta dövüşürken gelsin, ister Yenilmezler: Oyunun Sonu’ndaki uzaylı ordularından; Yenilmezler sürekli patlamalar ve alevlerle mücadele ediyor. Alevi engellemek için; onun içinden geçerken ısıyı en iyi durdurabilen malzeme gerekir. Bu sayede Steve Rogers veya Sam Wilson, kalkanı kendini yakmadan mümkün olduğu kadar uzun süre tutabilir.
Çoğu metal ısı iletir ve diğer yüzeylerden çok daha hızlı ısınır. Seramik malzemeler, hava cepleriyle bu durumun dengelenmesine yardımcı olabilir. Seramiklerin, serbest hareket edemeyen ve daha yalıtımlı hale gelen çok güçlü kovalent bağları vardır.
“Bunlar uzay teknolojilerinde kullanılır. NASA, bir uzay aracının patlamaması için yeniden girişin ısısına dayanabilen koruyucu kaplamalar olarak seramik kullanır” diyor Castro. “Bu yüzden seramik bir malzememiz varsa ve bu gözenekli malzemelerin katmanları metal katmanlarla kaplanmışsa, o zaman biraz ikilik kazanabilirsiniz aslında. Alaşımlı malzemeler, iki malzemenin en iyi yanlarını tek tarafta birleştirir.”
[İlgili: Jet Motoru Nasıl Çalışıyor? İçini Eritecek Kadar Isı Çıkararak!]
Thor’un çekicine dayanmak
Castro’ya göre Kaptan Amerika’nın kalkanının en heyecan verici yönlerinden biri de kör kuvveti tepebilme ve ona dayanabilme şekli. Fiili koşullarda bir cismi duvara fırlatırsanız, cisim tamamen aynı hızda geri dönmez.
Costro gülerek “Bütün fizik kurallarıyla ters düşüyor” diyor.
Fakat biraz böyle davranan ve şekil hafızalı alaşımlar olarak adlandırılan bazı malzemeler var. Bunlardan biri olan nitonol, nikel ve titanyumu karıştırarak bir derece süper esnekliğe sahip malzeme meydana getiren bir nikel titanyum alaşımı.
“Süper esneklik, malzemenin aslında kendi şekline yüksek bir seviyede geri geleceği ve şeklinin herhangi bir biçimde bozulmayacağı anlamına geliyor” diye açıklıyor Castro.
Bu esneklik, kalkanın Thor’un ezici kuvvetine dayanmasına yardımcı oluyor.
‘Güzel bir evren’
Gerçek dünyada ise muhtemelen en büyük (ama en heyecanlı) zorluk, boyutu büyütülebilen daha iyi ve daha sürdürülebilir malzemeler geliştirmek. Castro’ya göre uzay, havacılık ve elektrikli araba pilleri, yeni nesil malzemelere yönelik devam eden araştırmaların fayda sağlayacağı alanlardan sadece birkaçı.
Yakın zamanda dünya dışı bir ordu ile savaşmayacak olsak da (öyle umuyoruz); gerçek ve yeni malzemeler geliştirmek Artemis astronotlarının uzaya güvenle gönderilmesine, görev hattındaki askerlerin korunmasına ve belki de gerekli olduğu durumda New York şehrini bir Chitauri saldırısına karşı savunmaya yardımcı olacak.
“Bu güzel bir malzeme evreni” diyor Castro.
Yazar: Laura Baisas/Popular Science. Çeviren: Ozan Zaloğlu.
