Yeni Nano Seramik Süngerler İle Esnek Yalıtım ve Su Arıtma Yapılabilir

Araştırmacıların yapmış oldukları son çalışmalara göre seramik fiberlerden, çok hafif sünger benzeri malzemeler geliştirme yolları keşfedilmektedir. Bu çok gözenekli ve sıkıştırılabilme özelliğine sahip ve ısıya dayanıklı olan süngerler su arıtma cihazlarından, esnek yalıtım malzemelerine kadar birçok kullanım alanına sahip olabileceği söylenmektedir. Araştırmalara göre yeni geliştirilmekte olan metotlar sayesinde ucuz ve çok sayıda üretim sağlanabileceği değinilmektedir. Porselen malzemeler oldukça kırılgan bir yapıya sahip olduklarından dolayı büyük hasarlara sebep olabilir. Örnek verilecek olursa vazodaki küçük bir çatlak kısa bir süre içerisinde hızlı bir biçimde yayılıp büyük hasar meydana getirebilir. Ancak bu geleneksel seramik malzemeleri adına geçeri bir durumdur. Nano ölçekte ise durum değişiklik göstermektedir. Nano boyularda çatlar ve kusurlar oldukça küçüktür ve bunların yayılması ve aktif olması için çok enerji gereklidir.

Diğer bir taraftan nanofiberler, sürünme olarak adlandırılan deformasyon mekanizmasında, atomlar tanecik sınırlarına diffüze olarak materyalin kırılmadan şekilde değiştirmesinde izin vermektedir. Brown üniversitesi mühendislik fakültesi profesörleri ve Çin deki üniversiteler işbirliği içerisinde laboratuvarlarda çalışmalarını sürdürmektedirler. Seramik nanofiber özelliği taşıyan materyaller şekilde değiştirme ve esneklik potansiyeli olduğundan dolayı yüksek sıcaklıklara karşı ısı dayanıklılığı göstermektedir. Fakat bir tek problem ise bu materyalleri meydana getirmek normal şartlarda oldukça zordur. Nanofiberler sıklıkla kullanılan metotlardan biri olan elektro spinning olsa dahi bu seramikler çok fazla işe yaramamaktadır. Başka bir potansiyel seçenek ise 3-D lazer baskı yani, pahalı ve zaman alan bir uygulamadır. Araştırmacılar bu durumdan ötürü üfleme döndürmesi yani blow spinning adı verdikleri bu yöntemi kullanmaktadırlar. Bu metot Çin ülkesindeki üniversitelerde WU tarafından geliştirilmektedir. Bu proses hava basıncını kullanarak, seramik içeren sıvı çözeltiyi ufak bir şırınga vasıtasıyla püskürterek sıvı toplamaktadır. Nano boyutlarda fiberler katılaşarak dönme kafesinde toplanmaktadır. Sonrasında ise toplanan materyal ısıtıldığında, çözelti uçarak gerisinde karışık bir seramik nanofiber kütlesi bırakmaktadır. Bu görüntü biraz da pamuk topağını anımsatmaktadır. Araştırmacılar bu metodu kullanarak farklı tip seramiklerden çeşitli süngerler üretip, materyallerin birçok özelliklerini ortaya koydular. Örnek verilecek olursa süngerler %50 civarlarında baskıyı geri yansıtabilmektedir. Normal şartlarda bunu hiçbir seramik malzemesinin yapabileceği söylenememektedir.

Süngerler 800 santigrat dereceye kadar bu özelliklerini koruma kapasitesine sahiptirler. Titanyum dioksit seramiklerden yalıtım ve arıtma ayrıca araştırmada süngerlerin yüksek sıcaklığa karşı iyi bir yalıtım özelliği gösterdiği söylendi. Deneylerin birisinde titanyum dioksitten yapılan nano fiber seramik materyal üzerine yerleştirilen taç yaprağı, alttan 10 dakika bir süreliğine 400 santigrat dereceye kadar ısıtıldığında ise çiçeğin çok az bir biçimde solduğu gözlemlenmektedir. Taç yaprak gözenekli diğer seramik malzemelere yerleştirildiğinde ise kuruma olayı gözlemlenmiştir. Süngerlerin ısı dayanıklılığı ve şekil alabilir olması ve esnek yalıtım malzemelerinin gerektiği yerlerde kullanım imkanlarını artırmaktadır. Örnek verilecek olursa bu malzeme itfaiyecilerin giysilerinde yalıtım malzemesi olarak kullanılabilmektedir. Diğer bir potansiyel kullanımı ise su artıma olabilmektedir. Titanyum dioksit organik molekülleri parçaladığı bilinmekte olan iyi bilinen bir fotokatalizördür. Bunun sayesinde ise bakteri ve diğer mikroorganizmalar öldürülebilmektedir. Araştırmacılara göre titanyum dioksitin süngerin kendi ağırlığının 50 katı kadar organik boya içeren suyu emdiğini göstermektedir. 15 dakika içinde sünger ışık altında boyayı bile parçalama özelliğini taşımaktadır. Su ile yıkandıktan itibaren ise sünger tekrar kullanım özelliği taşımaktadır. Bu durum normalde su artıma için kullanılmakta olan titanyum dioksit tozların yapabileceği bir şey değildir. Daha farklı potansiyel uygulamaların da olabileceği söylenmektedir.