.
Wolverine’in (Wolverine), Deadpool, Piccolo ve Terminatör yaralarını anında iyileştirme yeteneğini paylaşıyor mu? Her ne kadar “doğal” olmaktan uzak bir kavram gibi görünse de gerçek şu ki, çok hücreli organizmalarda da bu kapasite vardır ancak daha sınırlıdır.
Şimdi, lastikler veya yiyecek ambalajlarınız gibi gündelik nesnelerin kırıldıklarında veya aşındıklarında kendilerini onarabilecekleri bir dünya hayal edin. Malzemelerin “Wolverine”ini elde etmiş olmaktan bahsediyor olacağız.
Bu bir çizgi roman, manga veya bilim kurgu filminin konusu değil, malzeme bilimi alanında kendi kendini iyileştirme olarak bilinen özgün ve yenilikçi bir kavramdır.
Doğadan ilham alan, popüler Marvel karakteriyle aynı iyileştirme yeteneğine sahip nesneler, kaynaklarımızın daha verimli kullanılmasını ve sürdürülebilir bir geleceğin inşasını gerektiren mevcut çevresel bağlamda anahtar olabilir.
Doğayı taklit eden malzemeler
Tıpkı Wolverine’in derisinin savaştan sonra hızlı bir şekilde yenilenmesi gibi, bilim insanları da çeşitli malzemelerin kendi kendini iyileştirme yeteneğini taklit ederek hasarı neredeyse anında onarmayı başardılar.
Son örnekler arasında çelik ve alüminyum gibi metaller yer almaktadır. İnşaatta yıldız malzeme olan kendi kendini onaran beton ve uçak imalatında vazgeçilmez olan bazı fiber takviyeli kompozit malzemeler de geliştirildi.
Önemli ilerlemelerin kaydedildiği bir diğer alan ise plastik veya kauçuk gibi polimerlerdir. Özellikle lastiklerde kullanılan kauçuklar, kendilerini otonom olarak onarabilecek şekilde tasarlanıyor.
Bu sonuçlar, malzemelerin tıpkı bir süper kahraman gibi hasarlarını iyileştirebileceği bir geleceğin habercisi. Peki buna nasıl ulaşılır?
Kendi kendini onaran malzemelerin bilimi
Malzemelere kendi kendini iyileştirme kapasitesi kazandırmak için iki yaklaşım kullanılır: dışsal ve içsel.
Dışsal mekanizmalar, onarımdan sorumlu dış ajanların kullanımını içerir. Wolverine’in mutant yenilenme yeteneğinin olmadığını, bunun yerine hasarı tespit edip onaran küçük cihazlarla veya harici sistemlerle donatılmış bir kıyafet giydiğini hayal edin.
Dışsal, kendi kendini onaran materyallerde, bu cihazlar küçük “kapsüller” veya “damar ağlarından” oluşur. Malzeme hasar gördüğünde, bu kapsüller veya ağlar kırılır ve hasarı kapatan ve bütünlüğünü geri kazandıran tamir maddesini serbest bırakır.
Öte yandan, içsel mekanizmalar malzemeye özgüdür. Wolverine’in DNA’sındaki mutant iyileştirme faktörü gibi, bu mekanizmalar da moleküler yapılarda bulunur.
Kendi kendini onaran polimerler, dinamik ve geri dönüşümlü bağlar veya etkileşimler sağlanarak tasarlanmıştır. Bazı örnekler hidrojen bağları, disülfürler, iyonik etkileşimler, koordinasyon bağları veya Diels-Alder bağlarıdır.
Malzeme hasar gördüğünde moleküler yapıları oluşturan kimyasal bağlar kopar. Isı, elektrik akımı veya basınç gibi uyaranların uygulanmasıyla yapılar hareket kabiliyeti kazanır ve hasarlı bölgede kendilerini yeniden düzenlerler. Bu rastgele ve etkili moleküler dans, bölgenin yenilenmesine, hasarın onarılmasına ve malzemenin onarılmasına neden olur.
Kendi kendini iyileştirebilen bir dünyaya doğru
Wolverine’in neredeyse anında iyileşme yeteneği mükemmel olmasa da şaşırtıcı. Birçok kez yaralandı, zehirlendi ve neredeyse öldürülüyordu. Benzer şekilde, kendi kendini iyileştirme, bilim kurgu geleceğini çağrıştırarak hayatımızdaki malzemeleri kavrama ve kullanma şeklimizi dönüştürme potansiyeline sahiptir, ancak bilimin henüz üstesinden gelmediği önemli zorluklar da vardır.
Onarım süresi ile verimlilik arasındaki dengenin yanı sıra prosesin tekrarlanabilirliği de çok önemlidir: Bir malzemenin orijinal özelliklerini kaybetmeden hızlı bir şekilde ve birçok kez onarılabilmesini nasıl sağlarsınız?
Ekonomik açıdan, şu anda geleneksel malzemelerden daha yüksek olan üretim maliyetlerinin optimize edilmesi gerekiyor. Ayrıca onarım işlemleri de yapılmalıdır. sitede Ekonomik kayıplara neden olan hizmet kesintilerini azaltmak.
İlgili malzeme ve süreçlerin çevre dostu olmasını, toksisite yaratmamasını veya kirlilik sarmalını sürdürmemesini sağlamak da önemlidir.
Bu arada yenilik yapmak için doğadan ve bilim kurgudan ilham almaya devam ediyoruz. Wolverine gibi materyallerin kendilerini iyileştirdiği ve zorluklardan kurtularak onlarla başa çıkabildiği bir geleceğe yaklaşıyoruz. Daha sürdürülebilir ve kendi kendini onaran bir dünyaya giden yol tam anlamıyla bizim elimizde.
.
