Alüminyum Sülfat
Alüminyum sülfat toz ve suda çözünür bir maddedir. Kimyasal formülü Al2 (SO4) 3 olan yer kabuğunda bol miktarda (%7,5-8,1) bulunmasına rağmen çok nadir bulunup ve bu nedenle bir zamanlar altından bile daha kıymetli görülmüştür. Alüminyumun ticari olarak üretiminin tarihi 100 yıldan biraz fazladır.
Alüminyum ilk keşfedildiği yıllarda cevherinden ayrıştırılması çok zor olan bir metaldir. Alüminyum rafine edilmesi en zor metallerden biridir. Bunun nedeni, çok hızlı oksitlenmesi, oluşan bu oksit tabakasının çok kararlı oluşu ve demirdeki pasın aksine yüzeyden sıyrılmayışıdır.
Alüminyum sülfat;(Al2SO4) formülü ile gösterilip, demir sülfat ile birlikte en çok kullanılan iki koagülanttan biridir. Yüksek verimli bir arıtma kimyasalıdır.Kuru halde korozif özelliği yoktur. Çözelti halindeyken korozif özellik gösterir.
Genellikle % 6 lık çözelti halinde kullanılır. Korozif özelliğinden dolayı plastik, cam elyaf ya da paslanmaz çelik içerisinde bulundurulmalıdır.Korozif bir durumu olduğundan, kullanım ve depolama esnasında plastik veya paslanmaz çelik tanklar kullanılmalıdır.
Görünümü : Beyaz Kristal Yapıda Katı Formda
Kimyasal Adı : Aliminium Sulphate, Aliminium sulfate, Cake Alum, Filter Alum,
Kimyasal Formülü : Al2(SO4)3
Ambalaj Şekli : 25 Kg Çuvallarda
Tanımı ve Kullanım Alanı :
Suda kolay çözünür, alkolde çözünmez. Su arıtımında kullanılan en yaygın pıhtılaştırıcı (koagülant) olması sebebi ile 1 tonluk big-bag’lerde granülür ve toz halde satılabilinmektedir. İşçi sağlığı ve iş güvenliği yönetmelikleri uyarında standart alüminyum sülfat ambalajı 25 kg’lıktır.
Satışını yaptığımız alüminyum sülfat Tip-1 normunda ve yüzde 16-17 saflık mertebesindedir.Kuru halde korozif aktivite göstermeyen alüminyum sülfat su ile solüsyonunda korozif olmaktadır. Korozif özelliğinden dolayı plastik ya da paslanmaz çelik tanklarda stoklanmalıdır.
Ağır Soda ve Kullanım Alanları
Metal yağ almalarında ve deterjan malzemelerinde ağır soda kullanılmaktadır.
Karbonik asidin sodyum tuzudur. E500
Tanımı ve Kullanım Alanları :
20 °C deki suda 30gr/100 ml çözünür. Havuz suyunun pH değerinin yükseltir ve içindeki yüksek orandaki alkali maddeler sebebiyle havuzdaki asidik bileşenleri nötralize eder. Tüm alkali metal tuzlarının sanayi açısından kuşkusuz en önemlisidir. Bu bileşik belirli deniz bitkilerinde ve bazı kayalarda mineral halinde bulunur. Yatakları Afrika ve Asya’dadır. Günümüzde sodyum karbonat üretimi için kullanılan Solvay metodunda doymuş sodyum klorür çözeltisi, önce amonyakla daha sonra da karbondioksitle işlem görür ve bu yolla üretilen sodyum karbonata Solvay sodası denir.
Kullanım Alanları
Çamaşır ve özellikle tüllerin beyazlatılmasında kullanılır. Sodyum karbonat sularda sertlik yapan iyonları karbonat halinde çöktürüp ortamdan uzaklaştırır. Bu şekilde çamaşır makinelerinde yumuşatıcı olarak kullanılır.
Cam üretiminde kullanılan en önemli kimyasaldır. Kumla soda birleştirilerek çok yüksek ısıya yükseltilir ve aniden soğutulur. Bu şekilde cam üretilir.
Tekstil sektöründe reaktif boya kullanıldığında sodyum karbonat boya ve lif arasındaki bağı oluşturmak için kullanılır.
Gıda katkısı olarak asit düzenleyici, anti-caking ajanı ve stabilizatör olarak görev yapar. Şerbet tozu üretiminde kullanılır.
Tuğla yapımında ıslatma ajanı olarak görev yapar, bu şekilde kil extrude edilirken daha az suya ihtiyaç olur.
Diş macunlarında köpük ajanı olarak kullanılır. Sürtünme yaratır ve ağız pH ını yükseltir.
Toz Metalurjisi
Toz metalurjisi, parçaların metal tozlarından imal edildiği metal işleme teknolojisidir.
Özellikle otomobil sektöründe toz metalurjisi süreçlerinde üretilen parçaların önemi her geçen gün artmaktadır. Metal tozları, sinterlenmiş parçaların üretimi için az miktarda balmumu ve grafit gibi katkı maddeleriyle karıştırılır. Daha sonra bu toz karışımlar yüksek basınç altında ham sıkıtların içine bastırılır. Bu işlemde grafit maksimum sıkışmayı mümkün kıldığından hem pres kalıbın aşınmasını azaltır, hem de toz karışımın içten yağlanmasını sağlar.
Daha sonra ham sıkıtların hafifçe erime noktasının altında ısıtıldığı sinterleme işleminde malzeme daha fazla sıkıştırılır. Ayrıca ince grafit, metal çözeltisine karışır ve işlenecek parçanın mekanik gücünü artırır.
KENDİLİĞİNDEN YAĞLANMA
Kendinden yağlamalı sinterlenmiş parçalar için özel toz karışımları bulunmaktadır. Bu özel karışımlar yalnızca sinterleme işlemi esnasında az oranda çözeltiye karışan iri taneli grafit içerir. Genelde bozulmamış durumda grafit partikülleri işlenecek parçanın matrisine dahil edilir ve parçanın kullanım süresi boyunca adım adım ortaya çıkarılır ve bu da grafitin kayganlaştırıcı etkisinin gelişmesine ortam hazırlar.
SABİTLİK
Toz metalurji süreçlerinde üretilen hassas parçaların boyutsal doğruluğunu ve mükemmel kalitesini sadece hammadde kalitesinin istikrarı ve yeniden üretilebilir süreç parametreleri garanti eder.
KULLANILAN METAL TOZLARI;
· BAKIR TOZU
· PİRİNÇ TOZU
· KURŞUN-BAKIR TOZU
· BRONZ TOZU
· KÜRESEL BRONZ TOZU
· ALÜMİNYUM TOZU
· KALAY TOZU
· NİKEL TOZU
· KOBALT ALAŞIM TOZU
· KAYNAK TOZU
· LEHİM TOZU
· SERT-LEHİM TOZU
METALLERİN TEMEL ÖZELLİKLERİ
Metallarin genel özelliklerini ve metallerin yoğunluklarını bulabilirsiniz. Pirinç; çinko ve bakır alaşımı olup, alaşımda bu iki metalin oranları çok değişiktir. Fakat en çok kullanılan tipinde bakır %60, çinko %40 oranında bulunur. Bronz; Bakır ve kalay alaşımı olup, bir miktar çinko ilave edilir. Beyaz metal; çinko bakır,alüminyum ve magnezyum metalleri karışımından ibaret bir alaşımdır.
| ALAŞIM | YOĞUNLUK (gr/cm3) | ERGİME NOKTASI (C) | ÇEKME MUKAVEMETİ (N/mm2) |
| Çelik | 7.7 – 7.85 | 1450 – 1520 | 340 – 1800 |
| Gri dökme demir | 7.1 – 7.3 | 1150 – 1250 | 150 – 400 |
| Ösenitik paslanmaz çelik | 7.8 – 7.9 | 1440 – 1460 | 600 – 800 |
| Mg alaşımları | 1.8 – 1.83 | 590 – 650 | 180 – 300 |
| Al alaşımları | 2.6 – 2.85 | 570 – 655 | 100 – 400 |
| Zn alaşımları | 5.7 – 7.2 | 380 – 420 | 140 – 300 |
| Pirinç | 8.25 | 900 – 950 | 250 – 600 |
| Bronz | 8.56 – 8.9 | 880 – 1040 | 200 – 300 |
| ELEMENT | SEMBOL | YOĞUNLUK (gr/cm3) | ERGİME NOKTASI (C) | KAYNAMA NOKTASI (C) |
| Alüminyum | Al | 2.7 | 660 | 2060 |
| Antimon | Sb | 6.62 | 630.5 | 1440 |
| Berilyum | Be | 1.82 | 1280 | 2770 |
| Bizmut | Bl | 9.8 | 271.3 | 1420 |
| Boron | B | 3.3 | 2300 | 2550 |
| Kadmiyum | Cd | 8.65 | 321 | 765 |
| Karbon | C | 3.51 | 3500 | – |
| Krom | Cr | 7.19 | 1890 | 2500 |
| Kobalt | Co | 8.9 | 1495 | 2900 |
| Bakır | Cu | 8.96 | 1083 | 2600 |
| Altın | Au | 19.32 | 1063 | 2970 |
| İndiyum | In | 7.306 | 156 | 2075 |
| İridyum | Ir | 22.5 | 2454 | 5300 |
| Demir | Fe | 7.87 | 1539 | 2740 |
| Kurşun | Pb | 11.34 | 327.4 | 1740 |
| Lityum | Li | 0.53 | 186 | 1370 |
| Magnezyum | Mg | 1.74 | 650 | 1110 |
| Mangan | Mn | 7.43 | 1245 | 2150 |
| ELEMENT | SEMBOL | YOĞUNLUK (gr/cm3) | ERGİME NOKTASI (C) | KAYNAMA NOKTASI (C) |
| Civa | Hg | 13.55 | -38.87 | 357 |
| Molibden | Mo | 10.2 | 2625 | 4800 |
| Nikel | Ni | 8.90 | 1455 | 2730 |
| Paladyum | Pa | 12 | 1554 | 4000 |
| Fosfor | P | 1.82 | 44 | 282 |
| Platin | Pt | 21.45 | 1773.5 | 4410 |
| Gümüş | Ag | 10.49 | 960.5 | 2210 |
| Silis | Si | 2.33 | 1430 | 2300 |
| Strontiyum | Sr | 2.6 | 770 | 1380 |
| Kükürt | S | 2.05 | 112.8 | 444.6 |
| Tantal | Ta | 16.6 | 3000 | 5300 |
| Kalay | Sn | 7.298 | 231.9 | 2270 |
| Titanyum | Ti | 4.54 | 1730 | – |
| Tungsten | W | 19.3 | 3410 | 5930 |
| Vanadyum | V | 6 | 1735 | 3400 |
| Çinko | Zn | 7.136 | 419.5 | 906 |
| Zirkon | Zr | 6.5 | 1750 | 2900 |
Firmamız metalleri toz formunda satışını yapmaktadır. Satışını yaptığımız mikronize ve nano tozlar bulunmaktadır.
Hidrojen Peroksit Nedir ? Kullanım Alanları
Saf haliyle , renksiz bir sıvıdır , sudan biraz daha yapışkandır. Hidrojen peroksit ; basit peroksittir. Bir ositleyici , ağartma maddesi ve dezenfektan olarak kullanılır. Konsantre hidrojen peroksit , bir reaktif oksijen türüdür ve rokette itici olarak kullanılır. Kimyasına kararsız peroksit bağının doğası hakimdir.
Kimyasal Adı: Hidrojen Peroksit
Formül: H2O2
Yoğunluk: (25°C)1.19 (%50 lik)
Kaynama Noktası: 150.2 C
Erime Noktası: -0,43 C
Molar Kütle: 34,02 g/mol
CAS No: 7722-84-1
PAKETLER
· 5 KG
· 25 KG
· 65 KG
· IBC
Kullanım Alanları: Atık Su Arıtma , Gıda , İlaç , Kağıt , Kozmetik , Maden , Tekstil , Temizlik ürünleri gibi bir çok sektörde kullanılmaktadır.
Hidrojen Peroksitin çeşitli sektörlerdeki kullanım şekilleri ve detaylı bilgi ;
Dünyadaki hidrojen peroksit üretiminin yaklaşık% 60’ı kağıt hamuru ve kağıt beyazlatma için kullanılır. İkinci büyük endüstriyel uygulama, çamaşır deterjanlarında hafif ağartıcı olarak kullanılan sodyum perkarbonat ve sodyum perboratın imalatıdır.
Dibenzoil peroksitin yüksek hacimli bir örnek olduğu çeşitli organik peroksitlerin üretiminde kullanılır. Polimerizasyonlarda, un ağartıcı ajan olarak ve akne tedavisinde kullanılır. Perasetik asit ve meta-kloroperoksibenzoik asit gibi peroksi asitler de tipik olarak hidrojen peroksit kullanılarak üretilmektedir.
Hidrojen peroksit, organik safsızlıkları gidermek için belirli atık su arıtma proseslerinde kullanılır. Bu, son derece reaktif hidroksil radikalleri (· OH) oluşturmak için onu kullanan Fenton reaksiyonu gibi ileri oksidasyon işlemleri ile başarılır. Bunlar aromatik veya halojenli bileşikler gibi organik kirleticilerin yok edilmesi normal olarak zordur. Atıkta bulunan kükürt esaslı bileşiklerini de oksitleyebilir; Genelde kokularını düşürdüğü için yararlıdır.
Hidrojen peroksit cerrahi aletler dahil çeşitli yüzeylerin sterilizasyonu için kullanılabilir ve oda sterilizasyonu için buhar (VHP) olarak kullanılabilir. H2O2, virüslere, bakterilere, mayalara ve bakteri sporlarına karşı geniş spektrumlu etkinliği gösterir. Genel olarak, Gram-pozitifliğe karşı Gram-negatif bakterilere göre daha fazla aktivite görülür; Bununla birlikte, bu organizmalarda katalaz veya diğer peroksidazların varlığı, düşük konsantrasyonlarda toleransı artırabilmektedir. Spor asidi aktivitesi için daha yüksek H2O2 konsantrasyonları (% 10 ila% 30) ve daha uzun temas süreleri gereklidir.
Hidrojen peroksit, oksijen ve su oluşturmak üzere parçalanır ve genellikle ABD Gıda ve İlaç İdaresi (FDA) tarafından antimikrobiyal bir madde olarak güvenli olarak kabul edildiğinden, klor bazlı ağartıcılara çevre açısından güvenli bir alternatif olarak görülür.
Tarihsel olarak hidrojen peroksit, kısmen düşük maliyet ve diğer antiseptiklere kıyasla hızlı temin edilebilirlik nedeniyle yaraları dezenfekte etmek için kullanıldı. Artık iyileşmeyi yavaşlattığı ve yara izine yol açtığı düşünülüyor, çünkü yeni oluşan cilt hücrelerini yok ediyor. Sadece çok düşük bir H2O2 konsantrasyonu iyileşmeye neden olabilir ve tekrar tekrar uygulanmazsa. Cerrahi kullanım, gaz embolisi oluşumuna neden olabilir. Buna rağmen, birçok gelişmekte olan ülkede yara tedavisi için hala kullanılmaktadır. Temas üzerine deriyle emilir ve cildin geçici bir beyazlaması olarak görülen lokal bir kılcal emboli oluşturur.
İnsan saçı ağartmak için amonyum hidroksit ile karıştırılmış seyreltilmiş H2O2 (% 1.9 ila% 12 arasında) kullanılır. Kimyasalın ağartıcı özelliği, adını “peroksit sarışın” ifadesine borçludur. Hidrojen peroksit aynı zamanda diş beyazlatma için kullanılır ve ev yapımı bir diş macunu yapmak için fırında gazlı içecek ve tuz ile karıştırılabilir. Hidrojen peroksit akne tedavisinde kullanılabilir , ancak benzol peroksit daha yaygın bir tedavi yöntemidir.
Alüminyum Toz Gaz Betonlar İçin
NANOTEKNOLOJİ ile sahip olduğunuz çeşitli zenginlikler sayesinde birçok problemin üstesinden kolayca gelebilirsiniz. Bütün katkı maddelerinin nasıl kombine edilmesi gerektiğini bilen NANOTEKNOLOJİ teknolojiyi bir tek amaç çerçevesinde kullanmaktadır: Sizleri korumak! Bu sayede kullanmış olduğumuz bütün ürünlerde en yüksek derecede antimikrobiyal güç ve de performans elde ediyoruz.
Sizlere en iyi katkı maddelerini sunacağımızdan emin olabilirsiniz. Polimerler, kaplamalar, plastikler, tekstil ürünleri, seramikler, kumaşlar, kağıtlar ve kartonlar ve bunun gibi daha birçok malzeme türleri için en etkili çözüm önerileri NANOTEKNOLOJİ’da.
Gümüş Yapılı Antimikrobiyal Katkılar
Gümüş bileşenlerden oluşan antimikrobiyal ürünler mikroplar karşısında güçlü koruma sağlar ve yüksek etki gösterir. Bu konuda herhangi bir şüphe taşımanıza asla ama asla gerek yok! Sapasağlam fiziksel özellikler ve yüksek etki bırakma gücü ile beraber kaplamalar, boyalar, tekstiller, polimerler ve diğer malzeme türleri üzerinde kullanmak için biçilmiş kaftandır adeta.
Çinko Yapılı Antimikrobiyal Katkılar
Antimikrobiyal ve antifugal maddeler arasında en tanınmış olanları şüphesiz ki çinko bileşenlere sahiptir. Aynı zamanda bu tür bileşenlere sahip antimikrobiyal katkı maddeleri kepeğe karşı koruma sağlayan şampuanlarda gönül rahatlığı ile kullanılmaktadır.
Bakır Yapılı Antimikrobiyal Katkılar
Bakır tuzları Eski Mısırlılardan beri insanlığın kullanmış olduğu bir alt substrat olarak kullanılagelmiştir. Çok sık bir şekilde dezenfektan ürünlerinin içinde kullanılan bu ürün koruyucu bir yapıya sahiptir. Hijyenik uygulamalarda çok rahat bir şekilde tercih edilebilir. Boyalar ve kaplamalarda çok rahat bir şekilde tercih edilebilir.
Organik Yapılı Antimikrobiyal Katkılar
NANOTEKNOLOJİ olarak tasarladığımız organik ürünler şunlardır:
Fenolik Biyositler
Maliyet bakımından en ekonomik biyosit olarak adlandırılır ve profesyonel kategori başta olmak üzere endüstriyel uygulamalarda koruyucu madde olarak kullanılır ve sıkça başvurulur.
Dörtlü Amonyum Bileşikleri (QAC yahut QUAT)
Bu antimikrobiyal katkı maddesi hem kullanım alanı hem de sağladığı fayda bakımından birçok farklı kategoride adından sıkça söz ettirmektedir.
Fungusitler ya da Tiabendazoller
Birçok küf türünde, yüzeylerde ve e mantar türlerinde ve bunların yarattığı tahribatlarda kullanılır. Uzun süre dayanan bir koruma içib başvurulması gereken ilk bileşendir.
Alüminyum Toz Gaz Betonlar İçin
Gazbeton Nedir?
Binalara çok yönlü katkılar sağlayan, modern dünyanın duvar örgü malzemesi olarak ilk tercihi konumunda olan gazbeton; hafif yapı malzemesidir.
· Gözenekli hafif bir yapı malzemesidir.
· Hacim olarak %70-80 gözeneklerden oluşur.
· Yoğunluğu düşük, masif bir malzemedir.
· Isı iletkenliği en düşük kagir duvar malzemesidir.
Neden Gazbeton?
Yüksek performansı sayesinde tüm dünyada yaygın olarak kullanılan gazbeton, Amerika’dan Japonya’ya kadar birçok ülkede üretilir. Dünyanın en prestijli şehirlerinin gözde yapılarında kullanılan gazbeton, yüksek ısı yalıtımı özellikleri ile yapının yangın ve deprem güvenliğini arttırması nedeniyle pazarın önemli bir ihtiyacını karşılar.
Projelere Değer Katan Yapı Malzemesi
Üstün özellikleri ile gazbeton, her tip konutta, sosyal ve turistik tesislerde, ticaret ve sanayi yapılarında sağladığı ekonomi, kalite, konfor ve hız nedeniyle güvenle kullanılır.
Yalıtım Gazbetonla Sağlanır
Binalarda meydana gelen ısı kayıplarının büyük kısmı dış duvarlarda oluşur. Bina dış duvarlarında ısı yalıtımı sağlamanın pratik ve ekonomik çözümü gazbeton kullanmaktır. Tuğla, taş, briket gibi malzemelerle yapılmış duvarlar, ilave maddeler ve ek masraflarla gazbetonun tek başına sağladığı üstün yalıtım gücüne ancak ulaşabilirler.
Gazbeton Hiç Yanmaz
Binaların yangından korunması hakkındaki yönetmeliğe göre, 1200°C’ye kadar ısıya dayanıklı “A1 sınıfı hiç yanmaz” malzeme sınıfındaki gazbeton, yangına 240 dakikadan fazla karşı koyabilmesiyle, yangına karşı emniyetli binalar inşa edilmesinde, “yangın duvarı” ve “yangın güvenlik holü” çözümlerinde vazgeçilmez bir seçenektir.
#çif cidarlı karbon nanotüp #tek duvarlı nanotüp #karbon nanotüp
Nano kelimesinin anlamı Eski Yunancaya dek uzanır ve kelimenin Türkçe karşılığı ise cüce demektir. Son yıllarda bilimsel gelişmelerin de artış göstermesiyle birlikte bu kelimenin kullanımı da artmaya başlamıştır. Nanometreyi ise size şu şekilde anlatabilirim ancak: 1 metrenin 1 milyarda birini hayal edin. Ya da 1’den başlayarak 1 milyara kadar sayın bakalım. Bu sayıya ulaşmanız için 32 yıl boyunca aralıksız ve duraklamadan saymanız gerekir! Boş vaktiniz var mı bu kadar? İşte nanaometreler böyle hayal edilmesi dahi zor bir ölçü birimidir.
Nanotüpler ise nanoteknoloji sayesinde üretilen ürünlerden kullanılır. Çaplarından milyonlarca kat uzunluğa sahip nanotüpler elektrik ve ısı iletkenliği, sağlamlık ve dayanıklılık gibi özellikleri ile kıyaslamaya tabi tutulduğunda diğer materyallere nazaran kat be kat daha avantajlı. Karbon nanotüpler tek duvarlı ya da çok duvarlı olabilirler. Çok duvarlı karbon nanotüpler iç içe geçmiş şekilde olurlar ve bu yüzden bu isimle anılırlar. Buraya kadar nanotüp nedir ya da bir başka ifade ile karbon nanotüp nedir gibi soruları az ok cevaplamış olduk. Karbon nanotüpler DNA yahut Protein reseptörleri ile etkileşime girerek az miktarda bulunabilen
Nanoteknoloji, maddenin atomik, moleküler ayrıca supramoleküler seviyede kontrolüdür.
Nanoteknoloji, maddenin atomik, moleküler ayrıca supramoleküler seviyede kontrolüdür. Nanoteknolojinin ayrıca bugün moleküler nanoteknoloji olarak bahsedilen en eski ve yaygın tanımı budur.
Nanoteknoloji, maddenin atomik, moleküler ayrıca supramoleküler seviyede kontrolüdür. Nanoteknolojinin ayrıca bugün moleküler nanoteknoloji olarak bahsedilen en eski ve yaygın tanımı, tam olarak ‘makroölçek ürünlerinin imalatı için atomların ve moleküllerin kontrolünün belirli bir amacını ifade etmektedir.
Dünyada teknolojinin ulaştığı boyutu en iyi gösteren örneklerden birisi Nanoteknoloji. Çok küçük boyutlu ürünlerin kullanımını tanımlayan nanoteknoloji, halen gıda sektöründe kullanılmıyor. Ancak uzmanlara göre böyle bir potansiyel barındırıyor.
Avrupa Gıda Bilgi Konseyi (The European Food Information Council -EUFIC) web sitesinde, nanoteknoloji, nanoteknolojinin kullanım alanları ve gıda sektörü açısından nanoteknolojinin konumuna ilişkin sorulara ayrıntılı yanıtlar verildi. İşte EUFIC sitesinden A’dan Z’ye nanoteknoloji…
Nano ne kadar küçük ve ne anlama geliyor?
“Nano” ifadesi, milimetre ya da santimetre gibi belirli bir büyüklüğü tanımlamak için kullanılıyor. Bir nanometre, bir metrenin milyarda birine veya bir milimetrenin milyonda birine eşit bir ölçü birimi. Aşağıdaki şekil, bir nanometrenin ne kadar küçük olduğu konusunda iyi bir fikir veriyor.
Nano parçacık ise 1 ile 100 nanometre boyutundaki tek bir madde parçacığı olarak tanımlanıyor. Çıplak göz veya geleneksel mikroskoplarla görülemeyecek kadar küçük boyuttaki nano parçacıkları görmek için atomsal kuvvet mikroskobu veya elektron mikroskobu gibi özel aletler kullanılıyor.
Nano malzeme kelimesi de, nano parçacıklardan yapılan veya nano ölçek yapıdaki maddeler için kullanılıyor.
Doğada bulunabilen nano malzemeler
Nano malzemeler doğada birçok yerde ve şekilde bulunabiliyor. Volkanik kül, DNA molekülleri ve kertenkele ailesinden kelerin duvara tutunmasını sağlayan nano boyutlu tüyler, verilen örneklerden.
Nanoteknoloji nedir?
Nanoteknoloji, nano ölçekte gerçekleştirilen ve geniş bir bilimsel alanı kapsayan bir terim. Nanoteknoloji ile belli özelliklere sahip yeni nano malzemelerin oluşturulması veya nano malzemelerin teknolojide kullanımı (örneğin sudan istenmeyen parçacıkların uzaklaştırılması için nano boyuttaki deliklere sahip filtreler) mümkün olabiliyor.Nanoteknoloji aynı zamanda, nano parçacıkların mevcut bir teknoloji (homojenizasyon veya öğütme gibi) ile üretilmesi için de kullanılıyor.
Doğal olarak oluşan birçok nano malzeme olmasına karşın, arzu edilen şekilde davranacak bir malzeme elde etmek amacıyla belirli boyut, şekil veya bileşime sahip nano malzemeler de üretilebiliyor. Bunlar “mühendislik ürünü nano malzemeler” olarak anılıyor.
Nanoteknoloji neden kullanılır?
Küçük ebatları, büyük yüzey alanları nedeniyle nano parçacıklar, genellikle aynı malzemeden yapılan daha büyük parçacıklardan farklı davranır. Boyutun malzemenin davranışını nasıl etkilediğini anlamak için, ağır ve hareket etmesi zor bir kaya ile kolayca hareket edebilen kum, iyi bir örnek. Kaya ve kum, aynı maddeden yapılmış olsa da, farklı boyutları nedeniyle fiziksel olarak farklı davranır. Nanoteknoloji ile nano parçacıkların boyut ve şeklini kontrol ederek, farklı özelliklere sahip ve başka yollarla üretmenin zor veya imkansız olduğu şekilde hareket eden malzemeler oluşturabiliyor.
Örneğin gümüş nano parçacıkların iyi antibakteriyel özelliklere sahip olmasının nedeni de bu. Gümüş nano parçacıklar, bakterilerin hücre yüzeyine yapışarak hücre içine gümüş iyonları bırakıyor. Milyonlarca nano parçacığın toplam yüzey alanı, büyük bir gümüş parçasından çok daha büyük. Bu nedenle gümüş nano parçacıkları daha fazla bakteriyi öldürebiliyor. Yani daha iyi bir antibakteriyel. Küçük ebatlarda böyle özel amaçlı nano parçacıklar, gelecekte hayatımızda daha önemli bir yere sahip olacak. Örneğin mutfaklarda hijyen gözetilmediğinde sağlık için risk oluşturabilen gıda hazırlanan yüzeylerde antibakteriyel kaplamaların kullanımı, nanoteknoloji ile mümkün olabilecek.
Bir diğer örnek ise güneş ışığındaki ultraviyole (UV) ışınlarını emdiği için güneş kremlerinde kullanılan nano boyutlu titanyum dioksit (TiO2). Beyaz renkte olan büyük titanyum dioksit parçaları, gıda ve kozmetik ürünlerinde genellikle beyaz renk vermek üzere kullanılıyor.
Gıdalarda nano malzeme var mı?
Evet, doğal olarak oluşan nano malzemeler gıdalarda da bulunabiliyor. Bunlara en iyi örnek; sütteki proteinler veya biradaki karbonhidrat parçaları. Öğütme veya emülsiyon yapma gibi küçük parça veya damla oluşturmayı amaçlayan geleneksel işlemler de gıdalarda nano boyutlu parçacıkların oluşmasına neden olabiliyor. Bu geleneksel işlemler, çok uzun süreden beridir gıda üretiminde kullanılıyor. Aslında, insan vücudu sindirim sürecinde, gıdaları, içeriğindeki besin ögelerinden daha fazla ve daha kolay yararlanmak üzere nano boyutlu parçalara ayırıyor.
Nano malzemelerin gıda üretiminde kullanımı risk oluşturacak mı? Avrupa’da mevzuat nasıl düzenlenecek?
AB’de tüketicilerin korunması amacıyla sağlık, çevre ve güvenlik konusunda oldukça katı bir mevzuat söz konusu. Genel Gıda Yasası, yalnızca güvenli gıdaların tüketime sunulabilmesine yönelik hükümler içeriyor. Bu ve diğer yasalar (gıda katkı maddeleri, yeni gıdalar ve gıda ile temas eden malzemelere yönelik düzenlemeler) sayesinde, doğal veya insan üretimi nano malzemeler içeren gıdaların güvenli tüketimi de sağlanıyor.
Bugün itibariyle, Avrupa’da mühendislik ürünü nanomalzeme içeren herhangi bir gıda bulunmuyor. Gıda uygulamaları için geliştirilen tüm mühendislik ürünü nano malzemelerin, işletmelere sunulmasından önce yetkili otoriteler tarafından tarafından değerlendirilme ve onay şartı bulunuyor. Üreticilerin aynı zamanda mühendislik ürünü nano malzeme içeren gıda ürünlerini etiketleyerek, ürünü alan tüketicilere bu bilgiyi gösterme yükümlülüğü bulunuyor.
Gıda üretiminde nanoteknoloji kullanmanın potansiyel faydaları neler?
Nanoteknolojinin gıda ürünlerine katabileceği bazı faydalar şu şekilde sıralanıyor:
Hijyen ve gıda güvenliği: Antibakteriyel kaplamalar veya gıdalara bulaşı olduğunda renk değiştiren nano sensörler.
Gıda tedarik zincirinde izlenebilirlik ve güvenilirlik: Gıda ürünlerinin tanımlanması ve izlenmesi için nano barkodlar. Bu teknoloji gıda zincirindeki olası sahtekarlıkları önlemeye yardımcı olabilir.
Gıda işleme: Yapıyı ve tadı değiştirmek; yağ veya tuz miktarını azaltmak.
Beslenmeyi iyileştirmek: Bir nano parçacık içinde yer alan besinler, vitaminler veya enzimler, bu besinlerin arzu edilmeyen tadını maskelerken, vücudun besinleri almasını kolaylaştırabilir.
Nano malzemeleri gıda ürünlerinde kullanmanın riskleri neler?
Tüm teknolojilerde olduğu gibi, potansiyel riskler arasında uzun dönemli sağlık ve çevre etkileri var. Ancak unutulmaması gereken nokta; hiçbir madde, yalnızca nano olduğu için diğer madde veya kimyasallardan daha riskli hale gelmiyor. Mühendislik ürünü nano malzemeler veya nanoteknolojilerin gıdalarda kullanımı söz konusu olduğunda güvenli kullanım için yetkili otoriteler tarafından gerekli değerlendirmelerin yapılması ve onay verilmesi gerekiyor.
AB’de nanoteknolojilerle ve mühendislik ürünü nano malzemelerle ilgili bilgi eksiklikleri olduğu yönünde genel bir kabul var. Nanoteknoloji ve nano malzemelerin üretimi, tüketimi ve çevreye etkisi gibi konulardaki güvenliğini değerlendiren çalışmalar ise devam ediyor. Nanoteknoloji ve gıdalarda kullanımına ilişkin konular, ulusal ve uluslararası seviyelerde ve AB seviyesinde dikkatle inceleniyor.
Polytetrafluoroethylene (PTFE) Nanotoz
PTFE(Politetrafloroetilen): Polimerlerin termoplastikler grubuna ait beyaz renkli bir polimerdir. Yüksek korozyon ve ısı direncine sahiptir. Sürtünme katsayısının çok düşük olması PTFE’yi conta, O-ring gibi parçaların üretimi için kullanılan önemli bir malzeme yapmaktadır. Ayrıca diğer polimerler ile birlikte kopolimer, polimer harmanı yapmak için veya özel uygulama alanına sahip kompozitler için takviye malzemesi olarak kullanılır. Hidrofobik bir malzeme olduğu için yüzeyi su tutmaz. Kalıptan ayrılmasının ve şekil vermesinin kolay olması nedeniyle, elektrik kablolarının ve kesilmemiş bantların yalıtımı için kullanılır. PTFE nanotozu şekilde 1 de gösterilmiş olduğu gibi karbon ve florin atomlarının bir araya gelmesi ile oluşur.
TFE Nanotoz Özellikleri:
- Isıl Özellikler: Karbon ve flor atomlarının oluşturmuş olduğu yüksek kristal yapısı nedeniyle yüksek ısıl kararlılığa ve yaklaşık 342 §C’lik bir erime noktasına sahiptir. Bu özelliğinden ötürü diğer polimerlerde mümkün olmayan yüksek sıcaklıklarda şekillendirme işlemleri yapılabilir.
- Kimyasal Özellikler: PTFE nanotozu, karbon ve flor atomları arasındaki güçlü kovalent bağ nedeni ile kimyasal olarak reaksiyona girmeyen bir malzemedir. Yüksek sıcaklıklarda dahi hidroklorik, hidroklorik ve klorosülfonik asitler gibi reaktif maddeler ile tepkime vermez. Organik çözücülerde çözünmez.
- Optik Özellikler: PTFE nanotozu yüksek ışığı yansıtma kapasitesine ve difüzyon katsayısına sahiptir. Bundan dolayı, ışığa maruz kaldığı zaman ultra mordan kızıl ötesi spektrumuna kadar optik özellikleri çok iyidir.
PTFE Üretimi:
Tetrafloroetilen (TFE) monomerlerinin polarizasyonla bir araya gelmesi sonucu PTFE polimeri oluşur. PTFE’nin üretim aşaması aşağıdaki figürde görülmektedir.
TFE’nin Döküm Teknikleri:
PTFE’nin dökümü için yaygın olarak kullanılan yöntemlerden biri kalıplama yöntemidir. Kalıplama yöntemi, sıkıştırma kalıplama, akıtma kalıplama, çıkarma kalıplama ve şişirme kalıplama gibi farklı işlem türlerine sahiptir. Sıkıştırma kalıplama, PTFE’yi dökmek için en yaygın olarak kullanılan yöntemdir.
PTFE’nin dökümü için kullanılan bir başka yöntem harmanlamadır. Harmanlama yöntemi çözelti harmanlama ve eriyik harmanlama olarak iki kategoriye ayrılır.
PTFE Uygulama Alanları:
Sahip olduğu üstün özellikler nedeni ile PTFE birçok endüstri alanında yaygın olarak kullanılmaktadır.
Otomotiv endüstrisi: Araçların dişli sitemlerinde yağlama amacı ile kullanılır. Yüzey enerjisinin düşük olmasından dolayı kendinden yağlamalı bilyeli yatak olarak kullanılır.
Petrokimya ve enerji endüstrileri: Sürtünme özelliklerinin iyi olması dolayısıyla conta, halka gibi işleme ekipmanlarında fonksiyonel bir malzeme olarak kullanılır.
Kimya Endüstrisi: PTFE, tepkimeye girmeyen bir malzeme olması nedeniyle, kimyasal saldırılara oldukça dirençlidir. Bundan dolayı asit kapları, asit tüpleri, hortumlar ve valfler için kaplama malzemesi olarak kullanılır.
Endüstrilerde kullanımının yanı sıra elektrik ile ilgili uygulamaları da bulunmaktadır. Elektrikli cihazlarda, bileşenlerin boyutuna bakılmaksızın yoğun olarak yalıtım malzemesi olarak kullanılır. Tel yalıtkanı olarak kullanılması çok yaygındır.
Grafen Radyasyon Koruması
Radyasyon Koruması Nedir?
Radyasyon koruması, yıllardır önemli bir bilimsel araştırma konusu olmuştur çünkü radyasyon ilk başta insan sağlığını etkiler. Bilim adamları, radyasyonu optimum malzemelerle minimum seviyede tutmaya çalışıyorlar. Hemen hemen her malzeme, gama veya X ışınlarına engel teşkil edebilir ancak verimlilik, boyut, kütle, maliyet vb. , malzeme seçiminde belirleyici parametrelerdir. Kurşun, kalay, bakır ve beton bugünlerde radyasyon kalkanı için en yaygın kullanılan malzemelerdir. Aşağıdaki Şekil 1, bazı radyasyon koruma malzemelerinin şematik gösterimini göstermektedir.
Radyasyon Koruması için Grafen nasıl kullanılır?
Özel bir karbon şekli olan grafen (bkz. Şekil 2), düşük atomik sayı değeri olan Z = 6 olması nedeniyle zayıf radyasyon emici kategorisindedir. Bu, sadece bir atomunun atom kalınlığı olduğu düşünülürse şaşırtıcı değildir. Bununla birlikte, son zamanlarda yapılan çalışmalar grafenin çok katmanlı grafen levha şeklinde olduğunda radyasyon kalkanı olarak kullanılabileceğini göstermiştir. Bir grafen levha, yaklaşık 10 mikron kalınlığındadır ve bir düzineden fazla tek tabakayı içerir.
“Ancak, son çalışmalar, grafenin çok katmanlı formda grafen levha halinde radyasyon kalkanı olarak kullanılabileceğini göstermiştir.”
Katmanlı yapıda, en verimli emme katmanı, her iki tarafta bulunan iki ortamın girişlerinin toplamı ile eşleşen bir iletkenliğe sahip olmalıdır. Serbest havada, karşılık gelen iletkenlik, 188 Ohm / sq dirence karşılık gelen 5.31 mS karedir.
Birbirine paralel birkaç grafen katmanı bu değerleri karşılayabilir.
Universite De Namur tarafından yapılan bir deney bu gerçeği kanıtladı. Deneyde, her biri grafen ile kaplanmış ince polimer filmler, mikrodalgayı absorbe etmek için kaç katmanın gerekli olduğunu belirlemek için katman katman yerleştirildi. Mikrodalgaları absorbe etmek için sadece altı katman yeterliydi. Aynı deney, 3-5 nm kalınlığa sahip metalik katmanlar ile gerçekleştirildi, ancak bükülmeye ve korozyona karşı çok kırılgandı.
Başka bir çalışma ayrıca grafen oksidin, en çok toksik ve radyoaktif, uzun ömürlü insan yapımı radyonüklidlerin bazılarını, kirli sudan ve 2.0 değerinde pH değerine sahip asitli çözeltilerden bile uzaklaştırdığını göstermiştir (Anna, Alexander, Kalmykov & James (2013)).
Görüntü Kaynağı:https://www.unamur.be/en/sci/carbonnage/research-activities/graphene/shielding
Sonuç olarak, radyasyon koruma önemli bir teknolojik sorundur çünkü radyasyon hem insanlar hem de gelecekteki nanoteknoloji için büyük bir endişe kaynağıdır. Birçok çalışmada tartışıldığı gibi, grafen, düşük üretim maliyeti, hafifliği ve diğer geleneksel koruyucu malzemelere kıyasla radyasyon emiliminin yüksek etkinliği nedeniyle yansıtılan yeni koruyucu malzemedir.
Grafen ve Oyun Hamuru
Viskoelastik özellikteki Silly Putty (oyun hamuru) az sayıda çapraz bağlanmış, zıplayabilen, kırılabilen ve akabilen silikon polimerden oluşmaktadır.
Manchester Üniversitesi’ndeki National Graphene Enstitüsü’nde çalışan Trinity College Dublin araştırmacıları, çok hassas olan bu elektrokimyasal sensörleri oluşturmak için Grafen ile Silly Putty oyun hamurunu birleştirdiler. Bu sensörler, elektriği iletebilen, deformasyona ve darbeye duyarlı, ucuz ve sağlık sektörü başta olmak üzere başka sektörlerde de kullanılabilecek niteliktedir. Grafen katkılı Silly Putty oyun hamurunu insanın göğüs veya boyun kısmına yerleştirildiği zaman, G-Putty hamurunun solunum, nabız ve kan basıcını ölçebildiği gözlemlenmiştir. Bunun sebebi olarak da grafen eklenmesinin oyun hamurundaki elektrik iletkenliğin artırmasından kaynaklandığı tespit edilmiştir. Bu kompozit malzemenin elektriksel iletkenliği en ufak bir darbeye veya gerilmeye karşı aşırı duyarlıdır. Dolayısıyla hali hazırda kullanılan sensörlerden yüzlerce kat daha hassastır.
Grafen katkılı oyun hamuru, aynı zamanda küçük örümceklerin adımlarının tespiti için başarıyla test edilmiştir. Bu nedenle, çok hassas darbe sensörlerine ihtiyaç duyulduğunda, bu tür malzemelerin birçok tıbbi cihaz için uygun olabileceği düşünülmektedir.
Grafen UV Sensörleri
Grafen, sp2’ye bağlı karbon atomlarının mono tabakalarından oluşan iki boyutlu bir nanomalzemedir. Grafen, yarı iletkenler, enerji depolama cihazları ve yüksek oda-sıcaklık hareketliliği ve yüksek termal iletkenlik gibi fiziksel özelliklerinden dolayı sensörler gibi çeşitli potansiyel uygulamalar için hem akademik hem de endüstri alanında büyük dikkat çekti.
Tüm Grafen Uygulamalarını Burada Bulun: 60 Grafen Kullanımı – 2019’da Graphene’nin (Potansiyel) Uygulamalarına İlişkin En Son Rehber
Grafenin Foto Tepkisi ve Grafen Kuantum Noktaları:
Grafen, yapısındaki zayıf ışık emiliminden dolayı düşük foto-yanıt gösterebilse de, bu sorunun üstesinden gelmek için bir seçenek vardır. Neyse ki, yan çapı 100 nm’den az olan bir grafen türü olan Grafen Kuantum Noktaları, kuantum hapsolmasından gelen olağandışı kimyasal, fiziksel, elektronik, optik özelliklere sahiptir. Ayrıca, GQD’lerin sensör uygulamalarında kullanılan geleneksel floresan nanomalzemelere bir alternatif olduğu düşünülmektedir. Ek olarak, DKG’ler çevre dostu ve ümit verici yeşil nanomalzemelerdir. Böylece, GQD’lerin üstün optik ve elektriksel özelliklerini hibrit yapılar oluşturarak grafenin üstün fiziksel özellikleri ile birleştirerek, grafen bazlı UV sensörleri oluşturulabilir.
UV’yi Tespit Etmek Neden Önemli?
Bilindiği gibi, ultraviyole radyasyonun tespitinin optik iletişim, çevresel izleme ve diğerleri gibi hem askeri hem de sivil alanlarda büyük bir önemi vardır. Özellikle, güneşten gelen UV radyasyonu, yaşlanma ve cilt kanseri de dahil olmak üzere çeşitli cilt sorunlarına neden olan serbest radikal kimyasal türler ürettiği için UV izleme önemli bir konudur. Grafen bazlı hibrit malzemelerin kombinasyonu, benzersiz fiziksel özellikler sağlayabilir ve yüksek foto-duyarlılık ve algılayıcılık gösterebilir.
Grafen UV Sensörlerinin Avantajları:
Grafen bazlı UV sensörlerinin diğer UV sensörlerine göre ana avantajı esnek ve şeffaf olmalarıdır. Grafen UV sensörleri, elektrik direncinde önemli bir değişiklik göstermeden olağanüstü şeffaflığa ve üstün mekanik esnekliğe sahiptir. Ek olarak, UV sensörlerinin sentezi düşük maliyetli ve uygulanabilir niteliktedir.
Sonuç olarak, grafen keşfi sayısız uygulamada çok fazla araştırmayı teşvik etmiştir. Grafen ve diğer iki boyutlu malzemeler yeni bir malzeme sınıfının geliştirilmesini sağlamıştır. Grafen sınırlı bir duyarlılığa sahip olsa da, kimyasal işlevsellik ile absorpsiyon arttırılabilir ve duyarlılık geliştirilebilir. Bu gelişmeler, hibrit fotodedektörler oluşturmak için grafen ile diğer materyallerin birleştirilmesiyle başarılır. Grafen ve diğer malzemeler arasındaki arayüzlerin gelişimi, emme katsayısının geliştirilmesine yardımcı olur. Özetle, grafen bazlı fotodedektörler, yeni nesil esnek ve giyilebilir elektronikler için umut vaat eden küçük bir ayak izi sunar. Grafen hakkında daha fazla araştırma, çeşitli alanlarda kullanılan daha verimli cihazlar geliştirmeye yardımcı olacaktır.
İndirgenmiş Grafen Oksit ve Uygulamaları
Grafen oksit (GO), grafenden farklı olarak oksijen fonksiyonel grupları içeren ve bundan dolayı farklı özelliklere sahip olan bir grafen türevidir. Grafen oksit ’in indirgenmesi, yani fonksiyonel grafen gruplarının uzaklaştırılması ile indirgenmiş grafen oksit (kısaltılmış ismi ile rGO) elde edilir. Ancak bu yapı kalıntı oksijen ve malzemenin kalitesini düşüren yapısal kusurlar içerir. Yapısı değiştirilmemiş grafen ile karşılaştırıldığında kalitesi düşük olan rGO, üretim işlemi daha kolay ve maliyeti daha az olması nedeni ile hala birçok uygulama için kullanılan olağan üstü bir malzemedir. Çok miktarda malzeme gerektiren uygulamalarda özellikle rGO tercih edilir.
Üretim yöntemine bağlı olarak, rGO’nun özellikleri ve morfolojisi değişebilir. İndirgenmiş grafen oksit ‘in bazı üretim yöntemleri aşağıda belirtilmiş olduğu gibidir.
- Grafen oksidin hidrazin hidrat ile 100 ° C’de 24 saat işlenmesiyle.
- Grafen oksidin birkaç saniye boyunca hidrojen plazmasına maruz kalması ile.
- Grafen oksidin Xenon flaş tüplerinden güçlü darbeli ışığa maruz kalması sonucunda.
- Grafen oksidin bir genleşme azaltıcı madde olarak üre ile ısıtılmasıyla.
- Grafen oksidin bir fırında doğrudan çok yüksek sıcaklıklara ısıtılması sonucunda.
İndirgenmiş Grafen Oksit (rGO) Uygulama alanları:
- Elektronik: rGO elektronik uygulamalarda büyük bir potansiyel göstermektedir. Kimyasal sensörlerde ve biyosensörlerde etkili bir transistor olarak kullanılır. Biyosensörlerde hormonal katekolamin moleküllerini ve DNA’yı tespit eder. rGO ayrıca ışık yayan diyotlarda (LED’ler) ve güneş pili cihazlarında kullanılır. Bu uygulamalar için şeffaf elektrot olması önemlidir ve rGO bu cihazlar için uygundur.
- Enerji depolama: RGO’nun nanokompozitleri lityum iyon aküler için yaygın olarak kullanılır. Bu pillerde, yalıtkan metal oksit nanoparçacıkları, bu malzemelerin lityum-iyon pillerde performansını artıran rGO üzerine emilir.
Grafen ile Araştırma Çılgınlığı Başladı
Grafen teknolojiye yeni değerler katmaya ve tıp, elektrik-elektronik, enerji depolama gibi daha bir çok alanda karşımıza çıkmaya devam ediyor.
Grafenin çekme mukavemeti silikondan iki kat, elektron hareketliliği galyum arsenit ‘ten 100,000 cm/Vs, termal iletkenliği gümüşe göre 10,000 kat daha fazla olması gibi sıra dışı özellikleri sayesinde bu ürün için araştırma çılgınlığı başlamakta.
Elektronik cihazlar artık grafen ile kağıt inceliğinde ve hafif olarak üretilebiliyor.
Günümüzün sorunu olan cihazların şarj tükenme problemi de artık grafen ile çözülebiliyor ve 15 dakikalık şarj bir hafta kullanılabiliyor.
Suya ve gaza dayanıklılığı sayesinde grafen ile yeni nesil su izolasyonuna gerek kalmadan suya dayanıklı cihazlar üretilip, gazların ayrıştırılmasında da grafen kullanılabiliyor.
Vücudunuzla iletişime geçebilme potansiyeli ile grafen biyomekanik ve biyoelektronik alanlarda da yeni bir çığır açıyor.
Nanoteknoloji ve Enerji
Günümüzde enerji modern yaşamımızın can damarlarından biridir. Buna rağmen, yıllardır insanların temel enerji kaynağı olan fosil yakıtların büyük bir kısmını düşüncesizce tüketmekteyiz. Bu yakıtlara olan bağımlılık ise bizi çevre ve tüketim problemleriyle karşı karşıya getirmektedir. Bu problemler, enerjinin üretimi, nakli ve tüketimi alanlarında yeni yöntemlerin bulunmasını zorunlu kılmaktadır. Yirmi birinci yüzyılda, güvenli ve uzun vadeli enerji kaynaklarının oluşturulması en büyük zorluklardan biridir. Diğer bir zorluk da üretilen enerjinin etkili ve güvenli bir şekilde başka yerlere taşınması ve kullanılabilmesidir. Etkili çözüm yolları sunan yeni teknolojik gelişmeler ile bu gibi zorluklar çözülebilmektedir. Bu noktada nanoteknoloji, enerji problemleri için öngörülen çözümlere kapı açan anahtarı temsil eder. Nanoteknoloji, sıra dışı özelliklere sahip nanomalzemeler sunmaktadır. Bu malzemeler enerji üretimini ve tüketimini değiştirtilebilecek özelliklere sahiptirler.
Nanoteknolojinin enerji sektöründeki olası kullanım alanlarından bahsetmeden önce bu nanomalzemelerden birkaçının nasıl olağanüstü özellikler sergileyebildiklerini görelim.
Son yıllarda akademik araştırmaların ilgi odağı olduğu nanomalzemelerden biri Karbon Nanotüp (CNT) tür. Karbon Nanotüp, Japon bilim adamı Sumio Iijima tarafından 1991 yılında keşfedilmiştir. Çok ince duvarlı olan bu tüpler tek sıra karbon atomundan oluşan bir grafen katmanının silindir şeklinde birleştirilerek elde edilir. Tek Duvarlı Karbon Nanotüp (SWCNT) ve Çok Duvarlı Karbon Nanotüp (MWCNT) olmak üzere iki çeşittir. CNTler olağanüstü dayanım, esneklik, elektrik ve ısıl iletkenlik gibi özelliklere sahiptirler. Bu özellikleri sayesinde, enerji alanlarında kullanımları ile ucuz, kolay ve daha etkili enerji üretim, taşıma ve tüketim metotlarına ulaşılabilmektedir.
2004 yılında keşfedilmiş diğer bir yeni nanomalzeme ise Grafen’dir. Altıgen bal peteği kristal yapısına sahip birbirlerine kovalent bağlarla bağlanmış karbon atomlarından oluşur. Karbon Nanotüp gibi, Grafen de enerji alanında kullanım için önemli olan olağanüstü fiziksel ve kimyasal özellikler göstermektedir. Grafenin enerji sektöründe kullanılması üzerine birçok çalışma yapılmaktadır. Bu çalışmaların bir kısmı elektrik enerjisinin etkili bir şekilde taşınması ve depolanması üzerinde yoğunlaşmaktadır.
Karbon Nanotüp ve Grafenin yanı sıra enerji alanında olağanüstü uygulamalar bulan çeşitli nanoparçacıklar da vardır. Büyüklükleri 1-100 nm arasında değişen nanoparçacıkların yüzey alanları çok geniştir, bu da kimyasal etkinliklerinin artmasına sebep olmaktadır. Ayrıca, mükemmel optik ve iletkenlik özelliklerine sahiptirler. Güneş enerjisi gibi yenilenebilir kaynaklardan enerji toplanması, nanoparçacıkların yoğun olarak kullanıldığı ana uygulamalardan biridir. Nano boyutlu diğer parçacıklar da sayısız mükemmel özellikler göstermektedir. Nanomalzemelerin kullanım alanlarını şu şekilde özetleyebiliriz; güneş enerjisi, hidrojen teknolojisi, enerji depolama, yakıt hücreleri, enerji taşımacılığı ve enerji tüketimi. İlerleyen yıllarda, nanoteknoloji sayesinde nanomalzemelerin bahsedilen alanlarda kullanımının enerji tüketimini nasıl değiştireceğini uzun vadede göreceğiz.
Nanoteknoloji ve Tekstil
Birçok alanda olduğu gibi, tekstil sektöründe de nano yapılı malzemeler son zamanlarda üreticiler tarafından tercih edilen bir malzeme sınıfı olmuştur. Nanomalzemelerin tekstil alanında popüler olmasının sebepleri mekanik dayanımları, kimyasal dirençleri, su iticiliği ve anti bakteriyel olabilmeleri gibi özelliklerinden kaynaklanmaktadır. Ayrıca bu alandaki araştırmalar günümüzde hala devam etmekte ve tekstil ürünleri günden güne daha iyi kalitede üretilebilmektedir. Nano yapıdaki malzemeleri tekstil ürünlerine eklemek sanıldığı kadar kolay olmamakla birlikte var olan üretim metotları nano malzeme katkılı kumaşları üretmek için çok da uygun değildir. Bu durum, üretim maliyetini, ürün kalitesini ve nano yapıların kumaş içerisinde dağılımını etkilediği için büyük bir problem olmaktadır. Dolayısıyla bu problemleri çözmek için birçok araştırma ve geliştirme çalışmaları yapılmaktadır. Nanomalzemelerin kullanılmasında dikkat edilmesi gereken diğer bir konu ise insan sağlığına ve çevreye olan etkileridir. Bu alanda birçok çalışma yapılmasında rağmen, tekstil ürünlerinde kullanılan nanomalzemerin toksikliği henüz tam anlamıyla anlaşılamamıştır.
Tekstil ürünlerinin performansını artırmak veya yeni/özgün özelliklerde ürünler elde etmek için, genellikle doğal veya sentetik iplikleri nano boyutlu malzemelerle karıştırarak kumaş kompozit yapıları üretilir.
Tekstil sektöründe kullanılan nanomalzemelerin bazıları ve bunların özellikleri şu şekildedir;
?Karbon siyahınanoparçacığı veya nanofiberi kumaşa elektrik iletkenliği sağlarken, kumaşın mekanik ve aşınma dayanımını artırmaktadır.
?Çok hafif ağırlıkta olan Karbon Nanotüp tekstil ürünlerinin mekanik özelliklerini olağanüstü artırırken, elektrik ve termal iletkenlik sağlar.
?Metal oksit nanoparçacıkları kumaşa anti bakteriyel, foto katalitik özellik, elektrik iletkenliği ve UV ışınlarından korunma gibi faydalar sağlayabilirler.
?Metal nanoparçacıkları anti bakteriyel etkilerinin yanı sıra kumaşların estetiğini ve güneşle etkileşimlerini etkileyebilirler.
?Nanokiller en çok alev geciktirici özellikleriyle bilinirler ayrıca UV ışınlarından koruma, elektriksel ve kimyasal direnç sağlama gibi özellikleri de vardır.
Bu nano yapılı parçacıkların sağlamış olduğu faydalar sayesinde, farklı amaçlarla kullanıldıkları tekstil ürünlerini de aşağıdaki gibi örneklendirebiliriz.
?Spor alanında kullanılan kumaşlarda ter kokusunu giderici, antibakteriyel ve yüksek mekanik dayanıma sahip ürünler
?Kimyasal ve ısıl dayanımı yüksek, uzun süreli kullanım sağlayan kişisel koruyucu kumaşlar
?Askeri amaçlı, esnek vücut zırhları, radyasyondan koruyan zırhlar ve balistik kumaşlar
?Anti bakteriyel, yara pansumanı ve hasta yataklarında kullanılan tıbbi kumaşlar
?İletken kumaşlar sayesinde giyilebilir elektronikler
Grafen Oksit Dispersiyonu
Grafen Oksit Dispersiyonu
Grafen oksit, grafit kristalleri oksitlendiğinde elde edilen bir mono-atomik tabaka malzemesini ifade eder. Oksitlenme işlemini uygun kılan suda çözünme kabiliyeti nedeniyle ticari olarak temin edilebilen grafen, ender malzemelerden bir tanesidir. Bu makalede sudaki grafen oksit dispersiyonunun sentezi, özellikleri ve bazı uygulamalarından bahsedeceğiz.
Grafen Oksit Dispersiyonun 7 Özelliği
1- Bir malzemenin özellikleri o malzemenin yapısı vasıtasıyla tanımlanır, ancak bu malzeme oldukça özgündür, çünkü bu materyalin kesin bir modeli yoktur. Grafen Oksit dispersiyonu, yeni uygulamalara fırsat veren olağanüstü fiziksel, kimyasal ve mekanik özellikler sunar.
2- Grafen Oksit şekilsizdir, ancak genel olarak, grafen oksit, safsızlıkları koruyacak şekilde tamamen çıkarmayı amaçlayan grafen modelinin aksine, işlevsel hidroksit ve oksijen gruplarına sahip petek şeklinde ve karbon atomları içeren iki boyutlu bir tabaka olarak tanımlanabilir.
3-Grafen oksit, farklı olarak bazı özellikleri de barındırır. Kimyasal ve atomik yapısına bağlı olan elektrik ve iletkenlik özellikleri gibi.
4- Grafen oksit dispersiyonu ayrıca, foto ışıldama, yani ışımanın yayılmasıyla ışığın yayılması gibi benzersiz optik özelliklere sahiptir. Bu özellik, biyo duyumda, flüoresan etiketlerde ve optoelektronik uygulamalarda, optik fiberde veya likit kristal ekranlarda hareket eden ışığı tespit eden sensörlerde kullanılabilmektedir.
5-Ortalama elastik modülü ve kırılmaya karşı en yüksek direnci sırasıyla 32 GPa ve 120 MPa’dır.
6-Grafen Oksit Dispersiyonu ayrıca tek tip tabakalar halinde ultra ince ve esnek bir nano yapıdadır.
7- Grafen Oksit yüksek çözünürlüğe sahiptir ve aşağıda açıklandığı gibi suda kolayca dağılır.
Grafen Oksit Sentezi
Genel olarak, Grafen Oksitin sentezlendiği, Brodie, Staudenmair veya Hummer olan üç ana yöntem vardır. Bu yöntemler, grafitin çeşitli seviyelerde oksidasyonu için aynı prensibi temel alır. İlk iki yöntem, grafiti oksitlemek için Potasyum Klorat (KClO3) ile Nitrik Asit (HNO3) ile kimyasal bir reaksiyon gerçekleştirir. Bununla birlikte, Staudenmair yöntemi ile çoklu aşamalarda Klorat eklenir. Prosedürdeki bu fark, grafitin daha fazla oksidasyonuyla sonuçlanır ve bir yan ürün olarak CO2 üretir.
Hummer yöntemi, grafen oksit yapısında daha iyi bir homojenlik sağladığından ve özelliklerde daha düşük bir çeşitlilik aralığı verdiğinden en yaygın kullanılan yöntemdir. Bu yöntem de, önceki reaksiyonlardan farklı iki farklı bileşik kullanır: Potasyum Permanganat (KMn04) ve Sülfürik Asit (H2S04), bu nedenle bu yöntem CO2 kirletici üretmez. Ayrıca, dispersiyonu hazırlamak için, Grafen Oksit su ile karıştırılır.
Suda Grafen Oksitin Dispersiyonu
Grafen oksidin su içinde dispersiyonu, 1 ile 2 katman kristalinin yüksek konsantrasyonuyla kararlı bir yapıdadır. Kompozit malzemelerin hazırlanması gibi farklı uygulamalarda kullanım için uygundur. Grafen Oksit suda kolayca çözünür. Bu, ince bir grafen oksit filminin birikmesinin çok basit bir işlem olmasını sağlar.
Bakır (I) Oksit (Cu2O) ve Bakır (II) Oksit (CuO) Nanopartikülleri Arasındaki Farklar
Bakır (I) Oksit (Cu2O) ve Bakır (II) Oksit (CuO) Nanopartikülleri Arasındaki Farklar
Bir d blok elementi olan bakır, elektronik konfigürasyona göre bakır veya bakır II oksit olarak adlandırılır. Bakır (I) oksit ve bakır (II) oksit arasındaki ana fark bakır (I) oksit bakır + 1 katyon, bakır (II) oksit bakır + 2 katyondur. Bakır oksijenle reaksiyona girdiğinde, iki kararlı bileşik Cu20 ve CuO oluşur.
Bakır Oksit, ” bakır (II)oksit” olarak da bilinen CuO formülüne sahip inorganik bileşiktir (Şekil 1). Bu formda Cu, Cu + 2 formundadır ve Cu’nun elektron konfigürasyonu, [Ar] 3d104s1’den [Ar] 3d94s0’a değişir. Mineral olarak tenorit olarak bilinir (Şekil 2). CuO, pirometalurjik işlemler kullanılarak elde edilebilir.
Bakır (I) Oksit, Cu2O formülüne sahip diğer bir Bakır stabil bileşiğidir. Bu formda Cu, Cu + 1 formundadır. Elektron konfigürasyonu [Ar] 3d104s1’den [Ar] 3d104s0’a değişir, böylece bakır (II) okside kıyasla daha kararlıdır. CuO (Şekil 3) genellikle bakırın oksidasyonu yoluyla elde edilir ve sarı veya kırmızı renge sahip olabilir. Cu20, nemli havada CuO’ya dönüşür. Bu ürün toksik bir bileşiktir ve havada 0.22-14mg / mg3 içeriğinde sunulması halinde 1-2 saate maruz kalındığında ani gelişen zehirlenmeye neden olabilir.
Bakır (I) Oksit (CuO) ve Bakır (II) Oksit (Cu2O) Nano Tozları Arasındaki Farklar
Yapı bakımından, bakır oksit, Cu’nın 4 oksijen atomu tarafından koordine edildiği monoklinik bir kristal yapısına sahipken bakır oksit, Cu atomlarının FCC alt düzeneğine yerleştirildiği ve oksijen atomlarının BCC alt düzeneğine yerleştirildiği kübik bir yapıya sahiptir.
Katı Cu20 diamanyetik iken CuO antiferromanyetik düzen gösterir.
Her ikisi de p-tipi yarı iletkenlerdir, ancak Cu2O 2eV’lik bir bant boşluğuna sahipken CuO’nun 1.2 eV – 1.9 eV’lik bir bant boşluğuna sahiptir.
Cu2O bakır metalin oksidasyonu veya sülfür oksit ile bakır (II) çözeltilerinin indirgenmesiyle elde edilirken CuO, cevherlerden bakırın çıkarılmasında kullanılan pirometalurjik işlemlerle elde edilir.
Bakır (II) Oksit (CuO) Nanopartiküllerinin Uygulamaları:
- Ahşap koruyucuların çoğu bakırdan yapılmıştır.
- Ayrıca farklı camlar oluşturmak için pigment olarak da kullanılır.
- Bakır alaşımları ile kaynak yaparken kullanılır.
Bakır (I) Oksit (Cu2O) Nanopartiküllerinin Uygulamaları:
- Bir pigment ve çürüme önleyici kimyasal maddesi olarak kullanılan düşük seviyeli deniz hayvanlarını öldürmek için deniz boyaları oluşturur.
- Gemi dip boyalarının kaplanmasında kullanılır.
Patlayıcıların Tespitinde Ispanak ve Karbon Nanotüp
MIT mühendisleri ıspanak yapraklarından ve Karbon nanotüpden oluşmuş nano-biyonik bitkileri sensörlere transfer ederek patlayıcı maddeleri saptamak için çeşitli çalışmalar gerçekleştirmişlerdir.
Bitkilerin içinde nanoparçacıklar oluşturularak elde edilen nanobiyonik yapılar sıra dışı özellikler gösterebilirler. Bu çalışmada, çeşitli mayın ve patlayıcıların yapısında bulunan nitroaromatik gibi kimyasal maddeleri saptamakta ıspanak bitkisinin yaprakları ile karbon nanotüp kullanılmıştır. Bu kimyasal maddeler yer altı sularına karıştığı zaman, Karbon Nanotüp içeren nanobiyonik bitkiler floresan sinyaller yaymakta ve bu sinyallerde kızılötesi kameraları ile tespit edilebilmektedir. Ayrıca, nanoparçacıkların bitkilere eklenmesi ile bitkinin fotosentez yapma kapasitesi artmakta ve çevreyi kirleten Nitrikoksit gibi kimyasalları belirlemede sensör görevi görmektedir. Bu çalışmada yer alan araştırmacı Strano, bitkilerin çevrelerine dair birçok bilgiye sahip oldukları için çok iyi birer analitik kimyager olduklarını söylemiştir. Araştırma grubu, hidrojen peroksit, patlayıcı TNT ve sarin sinir gazı gibi molekülleri tespiti için Karbon nanotüp çözeltisini bitki yaprağının alt yüzeyine özel bir teknikle uygulamış ve en çok fotosentezin gerçekleştiği mezofil tabakasına sensör yerleştirmiştir. Yeraltı sularında bulunan patlayıcı kimyasalları tespit etmek için, bitki yaprağının üst yüzeyine lazer ışını yansıtmışlar ve buda yapraktaki Karbon nanotüpden kızılötesi ışınların yayılmasını tetiklemiştir. Kızılötesi kamerası yardımıyla da patlayıcıların tespit edilmesi mümkün olmuştur. Bu çalışmanın sağlamış olduğu ek bir özellikte bitkinin büyümesini etkileyen dopamine maddesinin belirlenmesidir.
Bu çalışmadaki araştırmacılar, nanobiyonik yöntemin yaşayan her canlı bitkiye örneğin MIT mühendisleri tarafından çalışılmış Arabidopsis thaliana bitkisine de uygulanabileceğini söylemişlerdir. Devam eden çalışmalarda değişik kimyasallara göre sensörler geliştirilmekte ve uygulamaları araştırılmaktadır.
Özetle, bitkiler topraktaki ve sudaki en ufak bir değişimi anlayabilecek kapasitede canlılardır ve böylece çevredeki değişimleri önceden anlamak ve önlemek için çok etkili birer seçeneklerdir.
Projelerimizde bize destek olmak istersen Patreon üzerinden aylık veya tek seferlik bağışta bulunabilirsin.
