Avustralyalı bilim insanları; -269 ila 1126 °C arasındaki sıcaklıklarda hacim olarak değişmeyen, şimdiye kadar keşfedilmiş en kararlı materyali üretmeyi başardı. Skandiyum, alüminyum, tungsten ve oksijenden oluşan bu yeni sıfır termal genleşme malzemesi pek çok farklı sektörde kullanılabilecek.
Araştırmacılar, şimdiye kadar keşfedilen termal olarak en kararlı malzemelerden birini yaratmayı başardı. Skandiyum, alüminyum, tungsten ve oksijenden oluşan bu yeni sıfır termal genleşme malzemesi; -269 ila 1126 °C arasındaki sıcaklıklarda dahi hacim olarak değişmedi. Söz konusu materyal, uzayda aşırı soğuğa ve fırlatma sırasında aşırı ısıya maruz kalmak zorunda kalan uzay araçlarının tasarımında kullanılabilecek. Aynı şekilde tıbbi implantlar gibi, beklenen sıcaklık aralığının çok değişken olmadığı ancak az miktarda termal genleşmenin bile kritik sorunlara neden olabileceği durumlarda da bilim insanlarına yardımcı olabilecek.
Malzemenin keşfi “şans eseri”
UNSW (New South Wales Üniversitesi) ekibi bu keşfi tesadüfen yapmış. Zira araştırma ekibinden Doç. Dr. Neeraj Sharma, “Pillere dayalı araştırmamızla bağlantılı olarak, ilgisiz amaçlarla bu malzemelerle deneyler yapıyorduk ve tesadüfen özel bir bileşimin bu benzersiz özelliğine rastladık” diyor. Ekip, Avustralya Nükleer Bilim ve Teknoloji Organizasyonu’nun (ANSTO) Avustralya Senkrotronu’nda ve Avustralya Nötron Saçılması Merkezi’nde “Echidna yüksek çözünürlüklü toz kırınım ölçeri” kullanarak malzemeyi ölçtükten sonra, inanılmaz derecede bir termal kararlılık buldu.
Moleküler düzeyde, malzemeler genellikle genişler çünkü sıcaklıktaki bir artış, elementler arasındaki atomik bağların uzunluğunda doğrudan bir artışa yol açar. Bazen de atomların dönmesine neden olarak toplam hacmi etkileyen daha geniş yapılara neden olur. Araştırma ekibi, yeni materyaldeki aşırı termal kararlılığın arkasındaki kesin mekanizmanın tam olarak net olmadığını, bununla birlikte genel hacmi korumak için belki de bağ uzunluklarının, açılarının ve oksijen atomu konumlarının birbiriyle uyum içinde değiştiğini söylüyor.
Büyük ölçekli üretim mümkün olacak
Sharma, materyalde kullanılan “Skandiyum” nadir ve maliyetli olduğunu belirterek “Bu nedenle Skandiyum’u ikame edilebilecek diğer elementlerle deneyler yapıyoruz ve stabilite korunuyor. Şimdi sıradaki soru ise ‘Hangi parça hangi sıcaklıkta çalışıyor?’ olacak” diyor. Öte yandan diğer bileşenler yaygın olarak bulunuyor ve “nispeten basit bir sentez” kullanılarak birbirine bağlanıyor. Bu yüzden ekip yeni malzemenin büyük ölçekli üretiminin önünde hiçbir engel bulunmadığına inanıyor.
Kaynak:
https://newatlas.com/materials/thermally-stable-zte-advanced-material/
