Şekil Hafızalı Malzemelerin Üretiminde Sıvı Metal Kullanımı
Son yıllarda bir grup araştırmacı, sıvı metallerden üretilen örgü malzemelerin şekil hafızalı özelliği sayesinde pek çok alanda kullanılabileceğini keşfettiler. Bu malzemeler, ezildikten sonra orijinal hâllerine dönebilen bir yapıya sahip olup, yumuşak robotlar ve katlanabilir antenler gibi birçok alanda yararlı olabilir. Fanghan Deng, Quang-Kha Nguyen ve Pu Zhang tarafından yapılan araştırma, Additive Manufacturing dergisinde yayımlandı.
Örgü Malzemelerin Özellikleri
Örgü malzemeler, insanlar tarafından tasarlanmış bir geometriye sahip ve tekrar eden birimlerden oluşan malzemelerdir. Bu malzemeler, bir yerden başka bir yere kolayca nakledilebilmek için önce sıkıştırılıp daha sonra orijinal hâllerine döndürülebilir.
Sıvı Metal Kullanımı
Araştırmacılar, sıvı metallere yönelerek ezildikten sonra orijinal hâllerine dönebilen çeşitli geometrilere sahip malzemeler ürettiler. Sıvı metaller, erime sıcaklığı oda sıcaklığının altında ya da oda sıcaklığına çok yakın olan metaller ve alaşımlardır. En bilinen örneği cıva elementi olan bu malzemelerden biri de Field alaşımı olarak adlandırılan bizmut, indiyum ve kalaydan oluşan bir alaşımdır. Bu malzemenin erime sıcaklığı sadece 62°C olduğu için sıvılaştırmak için yalnızca üzerine sıcak su dökmek yeterlidir.
Şekil Hafızalı Malzemelerin Üretimi
Üretilen malzemeler katı hâldeyken güçlü ve kararlı bir yapıya sahiptir. Ancak ısıtıldıkları zaman sıvı metal erir ve malzemenin şekli kolayca değiştirilebilir. Şekli bozulan malzemeler, tekrar ısıtılıp soğutulduklarında orijinal biçimlerini yeniden kazanırlar. Erimiş sıvı metallerin akıp gitmesini engelleyen ve soğurken orijinal hâllerine geri dönmesini sağlayan şey ise dış yüzeylerini kaplayan bir silikon kabuktur. Bu kabuk, Field alaşımının tasarlanmış kanalların içinde hapsolmasını sağlar ve eridiği zaman akıp gitmesini engeller.
Çeşitli Kullanım Alanları
Geliştirilen malzemelerin en önemli özelliği çok küçük hacimlere sıkıştırılabilmeleridir. Bu sayede sıradan malzemelere göre çok daha kolay bir biçimde depolanabilir ve taşınabilirler. Araştırmacılar, bu özelliğin uzay görevleri için yararlı olabileceğini düşünmektedir. Bu malzemeler sayesinde, kapasitesi sınırlı olan uzay araçlarıyla Ay’a veya Mars’a daha çok şey taşınabilir.
Ayrıca, geliştirilen malzemelerin yumuşak robotların üretiminde de kullanılabileceği düşünülmektedir. Araştırma ekibinin üyelerinden Pu Zhang, geliştirdikleri malzemelerle bir robotik el ürettiklerini ve asıl hayallerinin sıvı metal robotlar geliştirmek olduğunu belirtmiştir.
Özet
Araştırmacılar tarafından üretilen sıvı metallerden şekil hafızalı malzemeler, ezildikten sonra orijinal hâllerine dönebilen özelliğe sahiptir. Bu malzemeler, katlanabilir antenler ve yumuşak robotlar gibi pek çok alanda kullanılabilirler. Sıvı metal kullanımı sayesinde küçük hacimlere sıkıştırılabilen ve kolayca depolanabilen bu malzemeler, uzay görevleri için de yararlı olabilir. Ayrıca, yumuşak robotların üretiminde de kullanılabilen bu malzemelerin gelecekte daha birçok alanda kullanılması beklenmektedir.