Yer ve ağırlık sınırlamaları göz önüne alındığında, Mars'a gitseniz yanınızda ne getirirdiniz? İdeal bir seçenek, şekilleri hayal ettiğiniz herhangi bir nesneye dönüştürebilen tek bir malzeme olabilir.
Sabahları bu malzemeye şekil vererek yemek takımı haline getirebilirsiniz. Kahvaltı hazır olduğunda, Mars bahçenizle ilgilenmek için çatalınızı ve bıçağınızı küreğe dönüştürebilirsiniz. Ve Kızıl Gezegen'de mutlu saat geldiğinde, o kürek Mars biranızın bardağı olabilir.
Bilim kurgu gibi görünen şey gerçeğe bir adım daha yakın olabilir. Chicago Üniversitesi Pritzker Moleküler Mühendislik Okulu'ndaki araştırmacılar, özellikleri ısıyla sabitlenebilen ve daha sonra tavlama adı verilen hızlı soğutmayla sabitlenebilen yeni bir plastik türü geliştirdiler. Klasik plastiklerin aksine malzeme oda sıcaklığına getirildiğinde bu sertliğini korur.
Perşembe günü Science dergisinde yayınlanan bulgular, bir gün astronotların uzayda seyahat etme şeklini değiştirebilir.
Chicago Üniversitesi'nden kimyager ve yeni çalışmanın yazarı Stuart Rowan, “Tüm farklı plastikleri almak yerine, bu tek plastiği alıp ona ihtiyacınız olan özellikleri veriyorsunuz” dedi.
Ancak malzemenin yararlı olabileceği tek yer uzay değil. Dr. Rowan'ın ekibi aynı zamanda deniz veya savaş alanı gibi kaynakların kıt olduğu diğer ortamlarda da potansiyelini görüyor. Ayrıca yumuşak robotlar yapmak ve plastik geri dönüşümünü geliştirmek için de kullanılabilir.
Chicago Üniversitesi'nden kimya mühendisi ve yeni çalışmanın yazarı Shrayesh Patel, “Günlük yaşamlarımızda hepimiz plastiğe güveniyoruz” dedi. Ancak örneğin köpük bardaklar, çöp torbaları ve gözlük camları farklı özelliklere sahip plastikler gerektirir.
Öte yandan, farklı ihtiyaçlara uyarlanabilen tek bir malzemenin “plastik üretimini kolaylaştırdığını” söyleyen Dr. Patel. Bu aynı zamanda geri dönüştürüldüğünde tüm öğelerin birlikte işlenebilmesi nedeniyle plastiği daha sürdürülebilir hale getirecek. Geri dönüşümün yalnızca küçük bir kısmın yeniden kullanılması anlamına gelmesi durumunda plastiğin ayrıştırılması gerektiğini açıkladı.
Modern plastikler birbirine kalıcı olarak bağlı olan moleküler zincirlerden oluşur ve bu nedenle parçalanması zordur. Ancak Chicago'lu araştırmacılar, yeni materyallerinin “pluripotent” (genellikle kök hücrelerin genel özelliğini tanımlamak için kullanılan bir terim) olduğunu veya ısıyla kırılabilen ve yeniden şekillendirilebilen bağlardan oluştuğunu söylüyor.
Demircilerin çeliği fırında tavlama veya yavaş yavaş ısıtıp ardından hızla soğutma yöntemlerinden ilham aldılar. Ancak metalin aksine plastikler hafiftir ve fırın veya ocakla ulaşılabilecek sıcaklıklarda oluşturulabilir.
Araştırmacılar kırmızımsı, yarı saydam plastiği 140 ila 230 derece Fahrenheit arasındaki sıcaklıklara ısıttılar ve ardından hızla soğutmak için dondurucuya yerleştirdiler. Daha düşük sıcaklıklarda temperlendiğinde daha fazla moleküler bağ oluşuyor ve bu da plastiği daha sert hale getiriyor. Ancak daha yüksek sıcaklıklarda malzeme daha yumuşak ve yapışkan hale geldi.
Ekip, plastiği, fıstık ezmesini kavanozdan çıkarmaya yetecek kadar sağlam bir kaşık ve peynir almak için kullanılabilecek bir çatala dönüştürdü. Ayrıca iki cam parçasını birbirine yapıştıracak kadar güçlü bir yapıştırıcı ve oyuncak makinelerde bulabileceğinize benzer küçük bir pençe de yaptılar.
Northwestern Üniversitesi'nden kimyager olan ve çalışmaya dahil olmayan ancak Science için sonuçlar üzerine bir bakış açısı yazan Julia Kalow, çeşitli özelliklere ulaşabilecek tek bir malzeme fikrini benzersiz ve heyecan verici buldu. “Artık bu özelliğe ulaşmanın faydalı olabileceğini bildiğimize göre, diğer birçok araştırmacı bu hedefe ulaşmanın yeni yollarını bulmak için ilham alacak” dedi.
Birinci nesil pluripotent plastiklerin sınırlamaları vardır. Ekip, malzemenin en az yedi kez yeniden işlenebileceğini ve şeklini en az bir ay koruyabileceğini gösterse de dayanıklılığı konusunda belirsizlik var.
Araştırmanın deneylerini yöneten Chicago Üniversitesi'nden yüksek lisans öğrencisi Nicholas Boynton, “Bunlar henüz standart plastiklerin yerini alamayacak” dedi. Örneğin malzeme henüz bir plastik poşetin dayanıklılığına ya da bir lastik bandın esnekliğine sahip değil.
Boynton, “Henüz o noktaya gelmedik ama oldukça yaklaştık” dedi. “Bence şu anda gerçekten heyecan verici olan şey, bu geniş yelpazeye erişebilecek bir malzemeye sahip olmak.”
Sabahları bu malzemeye şekil vererek yemek takımı haline getirebilirsiniz. Kahvaltı hazır olduğunda, Mars bahçenizle ilgilenmek için çatalınızı ve bıçağınızı küreğe dönüştürebilirsiniz. Ve Kızıl Gezegen'de mutlu saat geldiğinde, o kürek Mars biranızın bardağı olabilir.
Bilim kurgu gibi görünen şey gerçeğe bir adım daha yakın olabilir. Chicago Üniversitesi Pritzker Moleküler Mühendislik Okulu'ndaki araştırmacılar, özellikleri ısıyla sabitlenebilen ve daha sonra tavlama adı verilen hızlı soğutmayla sabitlenebilen yeni bir plastik türü geliştirdiler. Klasik plastiklerin aksine malzeme oda sıcaklığına getirildiğinde bu sertliğini korur.
Perşembe günü Science dergisinde yayınlanan bulgular, bir gün astronotların uzayda seyahat etme şeklini değiştirebilir.
Chicago Üniversitesi'nden kimyager ve yeni çalışmanın yazarı Stuart Rowan, “Tüm farklı plastikleri almak yerine, bu tek plastiği alıp ona ihtiyacınız olan özellikleri veriyorsunuz” dedi.
Ancak malzemenin yararlı olabileceği tek yer uzay değil. Dr. Rowan'ın ekibi aynı zamanda deniz veya savaş alanı gibi kaynakların kıt olduğu diğer ortamlarda da potansiyelini görüyor. Ayrıca yumuşak robotlar yapmak ve plastik geri dönüşümünü geliştirmek için de kullanılabilir.
Chicago Üniversitesi'nden kimya mühendisi ve yeni çalışmanın yazarı Shrayesh Patel, “Günlük yaşamlarımızda hepimiz plastiğe güveniyoruz” dedi. Ancak örneğin köpük bardaklar, çöp torbaları ve gözlük camları farklı özelliklere sahip plastikler gerektirir.
Öte yandan, farklı ihtiyaçlara uyarlanabilen tek bir malzemenin “plastik üretimini kolaylaştırdığını” söyleyen Dr. Patel. Bu aynı zamanda geri dönüştürüldüğünde tüm öğelerin birlikte işlenebilmesi nedeniyle plastiği daha sürdürülebilir hale getirecek. Geri dönüşümün yalnızca küçük bir kısmın yeniden kullanılması anlamına gelmesi durumunda plastiğin ayrıştırılması gerektiğini açıkladı.
Modern plastikler birbirine kalıcı olarak bağlı olan moleküler zincirlerden oluşur ve bu nedenle parçalanması zordur. Ancak Chicago'lu araştırmacılar, yeni materyallerinin “pluripotent” (genellikle kök hücrelerin genel özelliğini tanımlamak için kullanılan bir terim) olduğunu veya ısıyla kırılabilen ve yeniden şekillendirilebilen bağlardan oluştuğunu söylüyor.
Demircilerin çeliği fırında tavlama veya yavaş yavaş ısıtıp ardından hızla soğutma yöntemlerinden ilham aldılar. Ancak metalin aksine plastikler hafiftir ve fırın veya ocakla ulaşılabilecek sıcaklıklarda oluşturulabilir.
Araştırmacılar kırmızımsı, yarı saydam plastiği 140 ila 230 derece Fahrenheit arasındaki sıcaklıklara ısıttılar ve ardından hızla soğutmak için dondurucuya yerleştirdiler. Daha düşük sıcaklıklarda temperlendiğinde daha fazla moleküler bağ oluşuyor ve bu da plastiği daha sert hale getiriyor. Ancak daha yüksek sıcaklıklarda malzeme daha yumuşak ve yapışkan hale geldi.
Ekip, plastiği, fıstık ezmesini kavanozdan çıkarmaya yetecek kadar sağlam bir kaşık ve peynir almak için kullanılabilecek bir çatala dönüştürdü. Ayrıca iki cam parçasını birbirine yapıştıracak kadar güçlü bir yapıştırıcı ve oyuncak makinelerde bulabileceğinize benzer küçük bir pençe de yaptılar.
Northwestern Üniversitesi'nden kimyager olan ve çalışmaya dahil olmayan ancak Science için sonuçlar üzerine bir bakış açısı yazan Julia Kalow, çeşitli özelliklere ulaşabilecek tek bir malzeme fikrini benzersiz ve heyecan verici buldu. “Artık bu özelliğe ulaşmanın faydalı olabileceğini bildiğimize göre, diğer birçok araştırmacı bu hedefe ulaşmanın yeni yollarını bulmak için ilham alacak” dedi.
Birinci nesil pluripotent plastiklerin sınırlamaları vardır. Ekip, malzemenin en az yedi kez yeniden işlenebileceğini ve şeklini en az bir ay koruyabileceğini gösterse de dayanıklılığı konusunda belirsizlik var.
Araştırmanın deneylerini yöneten Chicago Üniversitesi'nden yüksek lisans öğrencisi Nicholas Boynton, “Bunlar henüz standart plastiklerin yerini alamayacak” dedi. Örneğin malzeme henüz bir plastik poşetin dayanıklılığına ya da bir lastik bandın esnekliğine sahip değil.
Boynton, “Henüz o noktaya gelmedik ama oldukça yaklaştık” dedi. “Bence şu anda gerçekten heyecan verici olan şey, bu geniş yelpazeye erişebilecek bir malzemeye sahip olmak.”