Şekil Değiştirebilen, Isı ve Işık Etkisiyle Eski Şekline Dönebilen Malzeme Geliştirildi

Colorado Boulder Üniversitesi mühendisleri, kendisini önceden programlanmış kompleks şekillere dönüştürebilen yeni bir malzeme geliştirdiler. Geliştirilen yeni malzeme, tam bir kare şekilli vida iken ışık ve ısı ile uyarıldığında yuvarlak bir deliğin şeklini alabilme ve daha sonra orijinal şekline dönebilme imkanına sahip oluyor.

Kontrollü olarak şekil değiştirebilen malzeme Science Advances isimli dergide tanıtılmış olup malzemenin gelecekte üretim-imalat, robotik, biyomedikal cihazlar ve yapay kasların geliştirilmesi alanlarında geniş uygulamalara sahip olacağı öngörülüyor.

Çalışmanın yazarlarından olan Colorado Üniversitesi Kimya ve Biyoloji Mühendisliği Bölümü Profesörü Christhopher Bowman’ ın, yeni malzeme hakkındaki görüşleri ise şöyle: “Malzemelerin ışığa maruz bırakıldıklarında iki farklı şekil arasında tekrarlı olarak gidip gelebilmeleri katmanlı üretim (üç boyutlu yazıcılarla üretim), robotik ve biyomalzemeler alanlarında yeni ve geniş uygulama alanları ve yaklaşımlara yol açacaktır”.

Daha önceki çalışmalarda bir maddenin boyutunu, şeklini ya da dokusunu programlanabilir uyarılma ile değiştirmek amacıyla fiziksel mekanizmalar kullanılmıştır. Ancak, bu malzemeler boyut olarak sınırlı kalmış ve eski şeklini tamamen almalarının oldukça zor olduğu tespit edilmiştir.

Yeni malzeme iki şekil arasında makroskopik seviyedeki dönüşümü sıvı kristal elastomerleri (LCEs) sayesinde kolaylıkla başarabiliyor. Sıvı kristal elastomerleri modern televizyon ekranlarının teknolojisinin de temelini oluşturuyor. Sıvı kristal elastomerlerinin kendilerine özgü moleküler düzeni, onları ısı ve ışık aracılığıyla değişime duyarlı kılıyor.

Bunu çözmek, kontrollü bir şekil değişimini sağlamak için araştırmacılar ışıkla aktive edilmiş bir başlatıcıyı sıvı kristal elastomer ağ yapısı içerisine yerleştirmişler. Böylelikle, başlatıcı sayesinde en başta maddeyi belirli dalga boyundaki ışığa maruz bırakarak istenilen moleküler düzenleme kurulabilmektedir. Daha sonra başlatıcı ısı uyarımına maruz kalana kadar inaktif durumda olacaktır. Örneğin, bu malzemenin özelliklerine sahip bir origami kuğuyu düşünelim. Kuğu oda sıcaklığında şeklini korumaktadır. Ancak, 200 Fahrenheit derece sıcaklığa (yaklaşık 93 Santigrad derece) ısıtıldığında düz bir tabaka haline gelecektir. Daha sonra tekrar oda sıcaklığına getirildiğinde yeniden kuğu şeklini alacaktır.

Şekil değiştirme ve tekrar eski şeklini alabilme yeteneği bu malzemeye çok geniş olası uygulama alanlarında kullanım imkanı sunacaktır. Özelikle, gelecekte kullanılacak biyomedikal cihazlar bu yeni malzeme ile her zamankinden esnek ve adapte edilebilir olacaktır.

Çalışmanın başyazarı olan ve Colorado Üniversitesi Kimya ve Biyoloji Mühendisliği Bölümünde doktora sonrası araştırmalarını sürdüren Matthew McBride malzeme hakkında şunları söylüyor: “Bu yeniliği bir maddenin özelliklerini dönüştürmede mükemmel bir temel sistem olarak görüyoruz. Bu teknolojiyi geliştirmeye ve olası özelliklerini, kullanımlarını keşfetmeye devam etmeyi planlıyoruz.

Kaynak: https://www.sciencedaily.com/releases/2018/08/180824150542.htm

 

Bir cevap yazın

E-posta hesabınız yayımlanmayacak. Gerekli alanlar * ile işaretlenmişlerdir

Solve : *
5 + 16 =


This site uses Akismet to reduce spam. Learn how your comment data is processed.