Geçenlerde Science Advances’ta yayımlanan bir çalışmada araştırmacılar; banyo fayansları gibi sıradan tüketici seramiklerindekine benzer kırılganlığı olmayan, yeni bir tür seramik süngerin hızlı ve ekonomik bir şekilde üretilebileceğini açıkladı.
Seramikler, bir nebze kolay kırılır olsa da, genelde dayanıklı olduğu için bir çok üretim alanında tercih edilen malzemedir ve çeşitli ürünlere de oldukça uygundur. Son dönemde araştırmacılar ısıyı saklayan ve tahliye eden, şeffaf, zırhta kullanılabilecek kadar mukavim ve hatta bükülebilen farklı çeşit seramikler ürettiler.
Yine de bu son malzeme diğerlerinden ayrı bir yere sahip. Malzeme, sünger formuna eğirilmiş minik seramik nanolifleri sayesinde müthiş derecede hafif. Çin’de bulunan Tsinghua Üniversitesindeki araştırmacılar, daha pahalı ve çok zaman harcayan 3B baskı veya elektro lif çekimi (electrospinning) yöntemi yerine; çözelti püskürtmeli lif çekimi (solution blow-spinning) adı verilen yeni bir üretim metodu geliştirdiler. Bu yöntem şöyle çalışıyor: seramik çözeltisi çok ufak bir nozülden, pamuk şekerin ince iplikleri gibi birikeceği eğirme kafesine doğru püskürtülüyor. Elde edilen ürün hafif ve pofuduk oluyor. Bu haliyle bir parça pamuğa veya daha çok lokuma benziyor.
Seramiği elinizle sıkıştırıp bıraktığınızda, sert kalmak veya kırılmak yerine, ezilip eski haline geri dönüyor.
Araştırmacılardan Huajian Gao yaptığı açıklamada “Yüksek derecede biçim değiştirebilen fakat aynı zamanda yüksek sıcaklığa da dayanabilen bir malzemeyi nasıl üretebiliriz sorusuna bir cevap bulamaya çalıştık. Yayımladığımız makale; bu işin seramik nanolifleri dolandırarak yapılabileceğini göstermesinin yanı sıra, kullandığımız yöntemin hem çok ucuz hem de yüksek miktarlarda üretime uygun olduğunu ortaya koyuyor.”
Mühendisler söz konusu süngeri içlerinde titanyum dioksit ile zirkonyum dioksidin de bulunduğu birkaç farklı seramik malzemeden üretti. Seramikler oldukça iyi yalıtkanlar olarak bilinir, bu yüzden araştırmacılar ayrıca ısı dayanımını da ölçmeye karar verdiler.
Araştırmacılar çiçek taç yapraklarını; demir, alüminyum oksit köpüğü ve yeni zirkonyum dioksit seramik sünger gibi farklı tür malzemelerin üzerine koydular. 400 C dereceye kadar ısıtılmış plaka üstünde yapılan deneyde, 10 dakika bekledikten sonra, seramik süngerdeki hariç tüm yapraklar tamamen yanarak kıvrıldı. 7 mm kalınlıktaki süngerin üzerindeki yaprak sadece hafif bir şekilde soldu.
Dahası, kızgın plaka üzerinde geçen 1 saat sonunda taç yaprak ancak 93 C dereceye ulaşabildi. Araştırmacılar ısıya dayanıklı eşyalar için bu malzemenin harika bir yalıtkan olmasını; hatta ağırlığın, esnekliğin ve ısı dayanımının çok önemli olduğu itfaiyeci kıyafetlerinde kullanılmasını umut ediyor.
Daha önce başka esnek ve ateş geçirmez seramikler üretildi; ancak bunlar pamuk toplarından ziyade pelür kağıtları gibiydi ve çoğunlukla elektronik uygulamalarına yönelikti.
Süngerin hafifliğinin başka yararları da var: titanyum dioksit seramik süngeri suda kendi ağırlığının 50 katını taşıyabiliyor. Ayrıca suyu da güneş ışığıyla tepkimeye girip içindeki partikülleri yok ederek temizleyebiliyor. Bazı günümüz su filtreleme teknolojilerinde, tekrar kullanılması zor olan toz halindeki titanyum dioksit, sudaki kirleticileri bertaraf ediyor. Fakat yeni sünger formunda, ışık altında 15 dakika geçtikten sonra bile bileşik, hala suya yapay bir boya salabiliyor. İşlemden sonra sünger sıkılarak temiz su çıkartılabilir ve malzeme tekrar kullanılabilir.
Maalesef seramik süngerleri yakın zamanda market raflarında normal bulaşık süngerlerinin yanında göremeyeceğiz. Çalışma, böyle malzemelerin üretilebileceğini kanıtlasa da; uygulanabilir ve ticari hale gelmesi için atılması gereken bazı adımlar var.
