Bilim insanları vurulduğunda daha da sertleşen tuhaf yeni bir malzeme icat ettiğini açıkladı. İlham aldıkları şeyi duyanlar kulaklarına inanamadı

Bilim insanları, üzerine hızla vurulduğunda daha da sertleşen tuhaf yeni bir malzeme icat ettiğini açıkladı. Merced'deki Kaliforniya Üniversitesi'nden bir ekibin yürüttüğü yeni araştırma sayesinde, bir gün elektronik giyilebilir ürünler ve sensörler, çarpıldığında veya esnedikçe sertleşen bir malzemeden yapılabilecek. Bu 'adaptif dayanıklılık', bilindiği gibi, malzeme bilimi açısından önemli bir özelliktir. Zorlu ortamlarda bile hasara karşı koruma ve strese karşı direnç anlamına gelir. NİŞASTADAN İLHAM ALDIYeni malzeme aslında yemek pişirmede kullanılan ve su eklendiğinde karıştırılabilen mısır nişastasından ilham aldı. Karıştırılmış veya zımbalanmış olsa da tutarlı bir viskoziteye sahip olan ıslak kumun aksine, mısır nişastası bulamacı hafifçe karıştırıldığında sıvı gibi, hızlı bir şekilde zımbalandığında ise katı gibi davranır. SIVI GİBİ DAVRANIYORMısır nişastasını yavaşça ezdiğinizde minik parçacıklar birbirini iterek sıvı gibi davranmalarını sağlar. Ancak yüzeye hızlı bir şekilde çarparsanız temas ederler, sürtünmeye neden olurlar ve katı gibi davranırlar. Davranıştaki bu farklılık parçacıkların boyutundan kaynaklanmaktadır. Araştırmacılar aynı sonuçları bir polimer malzemeden alıp alamayacaklarını görmek istediler. ÖZEL ÖZELLİKLERE SAHİPBunu başarmak için ekip, konjuge polimerlerle işe başladı: Malzemelerin nispeten yumuşak ve esnek kalarak elektriği iletmesine yardımcı olan özel özelliklere sahip polimerler. Bu malzemeler her türlü molekül kombinasyonundan yapılabilir. BİLMENİZ GEREKEN TEK ŞEYBu durumda, uzun poli(2-akrilamido-2-metilpropansülfonik asit) moleküllerini, kısa polianilin moleküllerini ve yüksek verimli bir iletken olan poli(3,4-etilendioksitiyofen) polistiren sülfonatı (PEDOT:PSS) birleştirdiler. Bu isimler tanıdık gelmiyorsa endişelenmeyin; gerçekten bilmeniz gereken tek şey, bu kombinasyonun hızlı darbelerle çarpıldığında deforme olan veya esneyen bir film oluşturduğudur. NE KADAR HIZLI İSE O KADAR SERTLEŞİYORDarbeler ne kadar hızlı olursa malzeme o kadar sertleşti. Daha sonra yüzde 10 daha fazla PEDOT:PSS eklenmesi malzemenin hem uyarlanabilir dayanıklılığını hem de iletkenliğini iyileştirdi. Araştırmacılara göre, iki pozitif yüklü ve iki negatif yüklü polimerin seçimi, birbirine dolanmış bir spagetti kasesinde minyatür köfteler gibi süper küçük yapılara sahip bir malzeme yaratıyor. Bu 'köfteler' darbelerin şokunu tamamen parçalanmadan emer ve malzemeyi ve iletkenliğini yerinde tutar. DAYANIKLILIK DAHA DA ARTIYORDiğer deneyler, pozitif yüklü 1,3-propandiamin nanoparçacıklarının eklenmesinin dayanıklılığı daha da artırdığını, 'köfteleri' hafifçe zayıflatırken etraflarındaki 'spagetti şeritlerini' güçlendirdiğini göstermektedir. Bunların hepsi oldukça karmaşık ve teknik, ancak eğer uygun ölçekte üretilebiliyorsa, malzeme için laboratuvar dışında uygulamalar da yapılmalı. Akıllı saat bantları, giyilebilir sensörler ve örneğin kardiyovasküler sağlık veya glikoz seviyeleri için sağlık monitörleri, araştırma ekibi tarafından öne sürülen örneklerdir. DENEDİĞİ BİR ŞEYKişiselleştirilmiş elektronik protezler başka bir potansiyel kullanım alanıdır ve araştırmacıların halihazırda denediği bir şeydir. Sonunda yapay uzuvlar bu çok yönlü malzemeden 3 boyutlu olarak basılabilecek. Bu, yeni malzemelerin keşfedilme ve mevcut malzemelerin iyileştirilmesi potansiyelinin ve bunların, kullandığımız cihazlardan giydiğimiz kıyafetlere kadar geleceğimizi nasıl değiştirebileceğinin bir başka hatırlatıcısıdır. ALIŞILMADIK ÖZELLİKMalzeme bilimcisi Yue Wang, "Bir takım potansiyel uygulamalar var ve bu yeni, alışılmadık özelliğin bizi nereye götüreceğini görmekten heyecan duyuyoruz" diyor . Araştırma, Amerikan Kimya Derneği'nin Bahar 2024 toplantısında sunuldu.