IBM Yanlışlıkla Kendini İyileştirebilen Polimerler Keşfetti

IBM araştırma birimindeki bilim insanları, taşımacılık, uzay-havacılık ve mikroelektronik alanlarında üretim ve fabrikasyon süreçlerini dönüştürebilecek potansiyele sahip yeni polimer malzemeler keşfettiğini duyurdu.

IBM’den Dr. Jeannette Garcia, son 20 yılın ilk yeni polimerlerini geliştirmeyi başardı; üstelik yanlışlıkla! Standart plastik polimer karşımı yaparken biten malzemelerini yenilemek isteyen Dr. Garcia, geri döndüğünde karışımın öğütücüden çıkarılamayacak kadar sert bir hâl aldığını gördü ve polimeri dışarı çıkarabilmek için öğütücüyü çekiçle kırmak zorunda kaldı. Keşfini geliştiren Dr. Garcia, dünyanın en gelişmiş polimer malzemelerini ortaya çıkardı.

Garcia’nın yanlışlıkla keşfettiği polimer malzemeler, çatlamaya karşı dayanıklılık, kemikten güçlü yapı ve orijinal şekline geri dönme yeteneğini (kendi kendini iyileştirme) barındıran ilk tür olarak da dikkat çekiyor. Tüm bunların yanı sıra başlangıç malzemesine geri dönme özelliğini de taşıyor. Bu malzemeler, güçlerini yüzde 50’ye kadar artıran yeni polimer yapılara dönüştürülebiliyor. Bu da malzemenin son derece güçlü ve hafif olmasını sağlıyor.

Günlük yaşamın vazgeçilmez bir parçası olan polimerler, birbirine kimyasal bağlarla bağlı uzun bir molekül zinciridir. Polimerler giyim ve içecek şişelerinden (polyester), boyalara (poliakrilik), plastik süt kutuları (polietilen), güvenli gıda ambalajından (polyolefin, polistiren) otomobil ve uçakların ana parçalarına kadar (epoksi, poliamid, polimit) yaygın olarak kullanılır ve temel malzemeleri oluşturur. Ayrıca buhar motoru, uzay gemisi, bilgisayar ve cep telefonu gibi sanayi devrimi dönemine dayanan hemen hemen tüm gelişmekte olan teknolojilerin de önemli bileşenleridir.

Ancak günümüzde polimer malzemeler bazı yönlerden sınırlı kalıyor. Ulaşım ve uzay bilimindeki yapısal bileşenler ya da bileşikler, pek çok çevresel unsura (uçakların buzlarının çözülmesi, yakıt ve temizleme ürünlerinin etkisinde kalma vs.) maruz kalıyor ve oluşan baskı karşısında dayanıklılık düzeyleri (bir çözücü maddeye maruz kalma durumunda felakete götüren bir arıza) düşük kalıyor. Ayrıca bu polimerler, yüksek derecelere kadar ısıtılarak bileşenlerine ayrılamadığından, yeniden şekillendirilemiyor veya işlenemiyor. Bu yüzden de geri dönüşümleri zor oluyor. Sonuç olarak da, çözünemeyen veya geri dönüşemeyen plastikleştiriciler, dolgular ve renkli katkı maddeleri gibi toksinlerle birlikte çöp sahalarını dolduruyorlar.

IBM’in yeni malzemelere yönelik buluşları ise konuyla ilgili akademik çevrelere, malzeme üreticilerine ve keşfe dayalı araştırma ve uygulama geliştirme adına yeni bir fırsat sunuyor. Keşfedilen iki malzeme sınıfı, doldurulmuş bileşik malzemeler için reçine olarak kullanılabilecek. Bir çatlak oluştuğunda kendi kendini iyileştirme yeteneğine ve sağlamlık gibi de ayırt edici özellikler içeriyor.

Yapısal bileşeni seçerek geri dönüştürme yeteneğinin yarı iletken sektöründe önemli bir etki yaratacağı öngörülüyor. Zira, bu sayede çok değerli ancak hatalı üretilmiş parçaların ya da bölümlerin atılmak yerine yeniden işlenebilmesine olanak tanınacak.

IBM Türk Teknoloji Lideri Kıvanç Uslu yeni buluşlarla ilgili şunları söyledi: “Yüksek performanslı malzemeler alanında önemli birtakım çalışmalar yapılmasına karşın günümüzdeki polimerlerde birkaç temel öznitelik hala eksik kalıyor. Yeni malzeme inovasyonu, küresel zorluklara yanıt verilmesi, yeni ürünlerin ve önemli teknolojilerin geliştirilmesi açısından çok önemlidir. IBM araştırma birimi artık moleküllerin kimyasal reaksiyonlara nasıl yanıt verebileceğini tahmin edebiliyor ve malzemelerin hızlı bir şekilde keşfedilmesini kolaylaştıran bilgi işlemin yardımıyla yeni polimer yapıları oluşturabiliyor. Ulaşım, mikroelektronik ya da gelişmiş üretim alanlarındaki uygulamalarda ileri teknolojili malzemelere ilişkin karmaşık gereksinimleri karşılamamızı sağlıyor.”

stuff