University of Central Florida’dan bilim insanları, katı bir maddenin sıvıya dönüştürülmeden sıvı gibi davranmasını sağlamanın bir yolunu keşfetti. Keşifin elektronik, optik ve bilişim endüstrilerinde yeni ufukları mümkün kılması bekleniyor.

Kimya lisansüstü öğrencisi Demetrius A. Vazquez-Molina, nano sünger benzeri ve yanıcı olmayan COF-5 isimli insan yapımı materyali, serçe parmağı boyutundaki plakalara bastırdığında, materyalin X-Ray kırınım dokusunda farklı bir bulgu keşfetti.

COF-5’in kristal yapısının garip bir desene geçtiğini gören Molina, karşılaştığı bulguyu profesörü Fernando Uribe-Romo ile paylaştı. Uribe-Romo ise plakaları döndürüp, X-Ray analizini yeniden çalıştırdı.

Sonuç; materyalin iç kristal yapısı, tıpkı sıvılarda olduğu gibi lityum iyonların kolay akabileceği ve Uribe-Romo’nun aşina olduğu bir desene dönüştü.

Journal of the American Chemical Society’de yayınlanan araştırma bulguları dikkate değerler çünkü kristal yapısı gereği kimi elektronik ve enerji alanlarında sıvıya ihtiyaç duyuluyor. Gelgelelim, bazı uygulama senaryolarında sıvı materyal kullanmak bir hayli zor ve sancılı olabiliyor.

En somut örnek olarak lityum iyon pilleri gösterebiliriz. Bugün pazardaki en iyi piller ve akıllı telefonlardan elektronik kaykaylara kadar çok geniş yelpazeden cihazlara güç veriyorlar. Fakat bu piller büyük ve kalınlar; bunun sebebi de lityum iyonları pilin bir yerinden diğerine transfer etmek için sıvıya ihtiyaç duyulması. Söz konusu transfer süreci sayesinde piller enerjiyi depolayabiliyor ve iletebiliyor. Lityum iyon pilleri mümkün kılan bu süreç, aynı zamanda ısı üretiyor ve patlayan telefonlar, alev alan elektrikli otomobiller gibi vakaların yaşanmasına sebep olabiliyor.

Eğer tutuşabilen sıvı yerine nontoksik katı materyal kullanılabilirse, endüstriler gerçekten değişebilir. Uribe-Romo ve öğrencisi Vazquez-Molina’nın araştırmasını değerli kılan da tam olarak bu.

“Daha çok test yapmamız lazım…” diyen Profesör Dr. Uribe-Romo, şöyle devam ediyor; “Eğer sıvıya ihtiyacı ortadan kaldırabilirsek ve yerine yanıcı olmayan başka bir madde kullanabilirsek, bu daha az alan ihtiyacı ve paketleme avantajlarını beraberinde getirecek. Bu gerçekten işleri değiştirebilir. Daha hafif ve potansiyel olarak daha küçük piller üretilebilir.”

Daha küçük, nontoksik ve yanıcı olmayan materyaller aynı zamanda daha küçük elektronik cihazlar ve optikler aracılığıyla verinin daha hızlı transferini mümkün kılabilir. Öte yandan, buluş sayesinde iletişim cihazlarında, bilgi işlem gücünde ve enerji depolamada inovasyonlar gerçekleştirilebilir.

Bulgular, Uribe-Romo ve öğrencisinin yanı sıra UCLA’nın Kimya ve Biyokimya akademisyenleri tarafından da inceleniyor. Akademisyen ekibinin ilk odağı, COF-5’ın enerji ve mobil cihaz endüstrisini değiştirme potansiyeli olan yegane madde olup olmadığını saptamak.


Kaynak

Bu makale, University of Central Florida tarafından İngilizce yayınlanan materyaller kullanıarak Türkçe diline çevrilmiştir. Stil ve uzunluk için yapısal değişikliklere uğratılmıştır.

Akademik Dergi Referansı

  1. Demetrius A. Vazquez-Molina, Gavin S. Mohammad-Pour, Chain Lee, Matthew W. Logan, Xiangfeng Duan, James K. Harper, Fernando J. Uribe-Romo. Mechanically Shaped Two-Dimensional Covalent Organic Frameworks Reveal Crystallographic Alignment and Fast Li-Ion Conductivity. Journal of the American Chemical Society, 2016; 138 (31): 9767 DOI: 1021/jacs.6b05568
Paylaş

Cevapla