Araştırmacılar Malzemelerin Buz Tutmasını Engelleyen Yeni Bir Atılım Gerçekleştirdi
Şubat 7, 2019 Elif Aytan
Fotoğraf: Houston Üniversitesi’ndeki araştırmacılar, fizikte gerilme lokalizasyonu diye adlandırılan ve herhangi bir yüzeyden buzu itebilen dayanıklı bir silikon polimer kaplama oluşturmak için kullanılan yeni bir teori rapor ettiler.
Amerika Birleşik Devletleri’nde, hava yolculuğunda altyapı, enerji üretim ve iletim tesisleriyle ilgili gecikmeler ve hasarlar da dahil olmak üzere her yıl milyarlarca dolar zarar edilmesinde buzlu hava suçlanıyor. Etkili, dayanıklı ve çevre dostu buz çözebilen malzemelerin bulunması, buzun üzerinde oluşan ve malzemelerin üzerine sıkıca yapışmasını sağlayan gerilme kuvveti tarafından engellenmiştir.
Houston Üniversitesi’ndeki araştırmacılar, fizikte gerilme lokalizasyonu olarak adlandırılan ve yeni malzemelerin özelliklerini ayarlamak ve tahmin etmek için kullandıkları yeni bir teoriyi rapor ettiler. Bu çalışmalara dayanarak, araştırmacılar Materials Horizons dergisinde; herhangi bir yüzeyden buzu itebilen dayanıklı bir silikon polimer kaplama oluşturduklarını rapor ettiler.
“Uzun süreli mekanik, kimyasal ve çevresel dayanıklılığa sahipken son derece düşük buz yapışmasını gösteren yeni bir fiziksel konsept ve buna karşılık gelen buzfobik bir malzeme geliştirdik” dediler.
Houston Üniversite’sinin Makine Mühendisliği bölümünde doçent olan ve aynı zamanda araştırmanın eş yazarlarından olan Hadi Ghasemi, “Bulgular, malzeme biliminin fizik odaklı bir yaklaşıma doğru hareketini sürdürürken, yeni malzeme arayışında deneme yanılma dışında bir yol göstermektedir” dedi.
“İstediğiniz özellikleri gireceksiniz ve kaynak size hangi materyali sentezlemeniz gerektiğini söyleyecek. Bu konsept ayrıca, mükemmel antibakteriyel olan veya diğer arzu edilen özelliklere sahip malzemeleri tahmin etmek için de kullanılabilir” dedi.
Projedeki ortakları olan Payman Irajizad, Abdullah Al-Bayati, Bahareh Eslami, Taha Shafquat, Masoumeh Nazari, Parham Jafari, Varun Kashyap ve Ali Masoudi de dahil olmak üzere hepsi Houston Üniversitesi Makine Mühendisliği bölümündendir. Şuanda Johns Hopkins Üniversitesi Uygulamalı Fizik Laboratuvarı’nda çalışan Daniel Araya ise eski bir Houston Üniversitesi öğretim üyesidir.
Ghasemi daha önce birkaç yeni buzfobik materyal geliştirdiğini bildirdi. Ancak diğer materyaller gibi, mekanik ve çevresel dayanıklılık sorunları ile birlikte yüzeye yapışan buz sorununu tamamen çözemedik dedi. Bu yeni gerilme lokalizasyonu teoremi, yeni malzemenin gerilmeden kaçınmasına izin verdiğini söyledi.
Yeni malzeme, buzun malzemeyle birleştiği elastik enerji lokalizasyonunu kullanır ve buzun içinden geçen ara yüzeylerdeki çatlakları tetikler. Ghasemi, çatlakları oluşturmak için çok az güç gerektirdiğini söyledi. Örneğin bir uçağın yüzeyindeki hava akışı, yüzeye buzların yapışmasını engelleyen bu çatlakların oluşmasında tetikleyici olarak işlev görür.
Sprey olarak uygulanan bu malzeme herhangi bir yüzeyde kullanılabilir. Ghasemi, yapılan testler doğrultusunda, malzemenin sadece mekanik olarak dayanıklı olmadığını aynı zamanda ultraviyole ışınlarından da etkilenmeyeceğini (sürekli güneş ışığına maruz kalan uçaklar için önemlidir.) söyledi. Ayrıca uçağın aerodinamik performansını da değiştirmediğini belirtti. Yapılan testler doğrultusunda, bu dayanıklılığın tekrar uygulama gerektirmeden 10 yıldan daha uzun süre süreceğini belirtti.
BUZ, Malzemelerin Buz Tutmasını Engelleme