NYU Abu Dabi bilim adamları, çoğu malzemenin çatladığı ve arızalandığı sıcaklıklarda hasar gördükten sonra kendini onaran bir malzeme keşfettiler — 1986 Challenger uzay mekiği patlaması gibi felaketleri önleyebilecek bir atılım.
Nature Materials’da yayınlanan bir çalışmada detaylandırılan organik kristal, yapısını -196ºc’de eski haline getirebilir ve 150ºc’ye kadar çalışmaya devam edebilir. Aşırı soğukta mekanik olarak hasar gördüğünde, kristal kendini onarır ve zorlu ortamlarda optik ve elektronik cihazlar için gerekli olan ışığı iletme yeteneğini geri kazanır.
NYU Abu Dabi’nin Akıllı Malzemeler Laboratuvarı’na liderlik eden Profesör Panče Naumov, “28 Ocak 1986’da Uzay Mekiği Challenger, kauçuk O-ringlerin donması ve arızalanması nedeniyle trajik bir şekilde başarısız oldu” dedi. “Plastikler ve kauçuklar dahil yumuşak malzemeler esnekliklerini kaybeder ve düşük sıcaklıklarda çatlar, en iyileri -130ºC’NİN altında kırılgan hale gelir.”
O-ring arızası yedi astronotu öldürdü ve Nasa’nın mekik programını yaklaşık üç yıl boyunca toprakladı ve temel bir sorunu vurguladı: Dünya’da mükemmel çalışan malzemeler uzayın aşırı soğukta tehlikeli hale geliyor.
Mevcut kendi kendini iyileştiren malzemeler – çoğunlukla yumuşak jeller veya polimerler – yalnızca oda sıcaklığında veya daha yüksek sıcaklıklarda çalışır. NYU Abu Dabi ekibinin keşfi, kriyojenik koşullar da dahil olmak üzere aşırı sıcaklık aralıklarında organik bir kristalde kendi kendini iyileştirmenin ilk kez gösterildiğini temsil ediyor.
Malzeme bunu moleküler yapısıyla başarır. Molekülleri, küçük mıknatıslar gibi birbirini çeken pozitif ve negatif uçlar taşır. Bu etkileşimler, geleneksel malzemeleri parçalayacak sıcaklıklarda bile kristalin kırıldığında kendini yeniden bağlamasına ve onarmasına izin verir.
Naumov, “Rapor ettiğimiz malzeme geleneksel polimerlerin tam tersini yapıyor — donduğunda bile kendini iyileştirebiliyor” dedi. “Bu, bunu ve muhtemelen diğer organik kristalleri uzay araştırmalarında, derin deniz operasyonlarında veya kutup araştırmalarında kullanılan teknolojiler için güçlü adaylar haline getiriyor.”
Düzenli bir yapıya sahip organik ve hafif olması, kristale mevcut uzay malzemelerine göre avantajlar sağlar. Uzay ajansları onlarca yıldır kendi kendini iyileştiren materyaller peşinde koşuyorlar, ancak ilerleme sıcaklık kısıtlamalarıyla sınırlıydı.
NYU Abu Dabi ve Çin’deki Jilin Üniversitesi arasındaki araştırma işbirliği, uzayın ötesindeki uygulamaları gösteriyor. Kuzey Kutbu araştırma istasyonlarından derin deniz arama araçlarına kadar aşırı ortamlarda çalışan esnek elektronikler, işlevselliği koruyan ve hasardan sonra kendilerini onaran malzemelerden yararlanabilir.
Keşif, genişleyen uzay keşif planlarıyla aynı hizada. Ajanslar kalıcı ay üsleri ve Mars misyonları planladıkça, aşırı soğukta malzeme dayanıklılığı kritik hale geliyor. Geleneksel malzemeler, ağırlık, maliyet ve risk ekleyerek sürekli bakım ve değiştirme gerektirir. Geniş sıcaklık aralıklarında çalışan kendi kendini iyileştiren malzemeler bu yükleri önemli ölçüde azaltabilir.
Kristalin kendi kendini onardıktan sonra ışığı iletme yeteneği, zorlu koşullarda güvenilir bir şekilde çalışması gereken optik iletişim sistemleri, sensörler ve ekranlar için önemlidir. Mevcut uzay sınıfı optik malzemeler, termal stres altında çatlayarak pahalı koruma ve yedekli sistemler gerektirir.
& Nbsp;Nature Materials& nbsp; yayını, emirliğin küresel bilimsel işbirliğini çeken ileri teknolojiye yaptığı yatırıma dayanarak Abu Dabi’nin malzeme bilimi araştırmalarında bir başka dönüm noktasını işaret ediyor.
