İçeriğe atla

Aerojel

Aerojel

Aerojel, bir jelin içerisindeki sıvı bileşenin hava ile değiştirilmiş olan katı maddelerdir. Duman gibi görüntü verdikleri için Donmuş duman veya mavi duman diye de adlandırılırlar. İlk olarak Steven Kistler tarafından 1931 yılında silika jel kullanılarak oluşturuldular. Büyük oranda havadan oluşurlar. En önemli özellikleri arasında çok hafif ve çok yalıtkan olmaları gelir. Bu ve diğer özellikleri sebebiyle birçok alanda kullanıma girmişlerdir. 2011 yılında silika aerojeller 15 tane Guinness rekoru sahibiydiler. İzolasyon sektöründe aerojel ürünleri piyasası 2004'te 25 milyon dolarlık bir büyüklüğe sahipken, bu rakam 2013 yılında 20 katına çıkmış ve 500 milyon dolar seviyesine ulaşmıştır. Çeşitli bilimsel araştırmalarda, tıpta, boyacılık, havacılık, kozmetik ve başka birçok sektörde, ayrıca NASA çalışmalarında da aerojeller kullanılmaktadır.

Steven Kistler, silika jel'den başka çeşitli metal oksitleri (aluminyum, krom, kalay oksitleri) ile de aerojel üretmiştir. Karbon tabanlı aerojeller, ilk kez 1980'li yılların sonlarında üretilmeye başlandı.

Fiziksel özellikleri

Aerojel ısı geçirmez

Aerojellerin milyonlarca ufak delikten oluşan yüzeyi, süngeri andırır. %99,8'i havadan oluşmaktadır ve çok iyi yalıtkandır. Aerojel, bilinen köpüklerden ve diğer yalıtım maddelerinden çok daha üstün özelliklere sahiptir. Öyle ki, oksijen kaynağıyla doğrudan verilen ateşi bile yalıtabilmektedir. En gelişmiş fiberglas yalıtım malzemesinden 39 kat daha fazla yalıtım kabiliyetine sahiptir. Knudsen efekti yüzünden aerojeller, içinde bulunan havadan bile daha yalıtkan hale gelebilmektedir.

Aerojeller, bir başka silika (kum) esaslı madde olan camla kıyaslandığında 1000 kat daha az yoğunluğa ve delikli bir yapıya sahiptir. Büyüklüğü milimetrenin milyarda biri kadar olan delikler, bir ağ gibi malzemenin içini kuşatır. Deliklerin etrafı başka bir malzeme ile kaplıdır.

2,5 kilogramlık bir tuğlayı taşıyan 2 gram ağırlığındaki aerojel parçası

Yarı saydamdırlar (translusent) ve Rayleigh saçılımı nedeniyle çeşitli renklerde (silika jel tabanlılar için mavi renkte) gözükürler. Rijit ve büyük ağırlık taşıyabilen katı objelerdir ama kırılgandırlar. Kütlesinin binlerce katını taşıyabilir, ama ufak darbelerle de kırılabilirler. Su sevme açısından hidrofil ve hatta higroskopturlar, dokunma durumunda kuru bir his bırakırlar. Çeşitli işlemlerle, kırılganlıkları giderilebilmekte ve su sevmez haline getirilebilmektedirler.

Notlar

Dış bağlantılar

İlgili Araştırma Makaleleri

<span class="mw-page-title-main">Renk</span> görsel algının bir özelliği

Renk ya da tüs, ışığın gözün ağ katmanına değişik biçimde ulaşması ile ortaya çıkan bir algılamadır. Bu algılama, ışığın maddeler üzerine çarpması ve kısmen soğurulup kısmen yansıması nedeniyle çeşitlilik gösterir ki bunlar renk tonu veya renk olarak adlandırılır. Tüm dalgaboyları birden aynı anda göze ulaşırsa bu ak, hiç ışık ulaşmazsa kara olarak algılanır. İnsan gözü 380 nm ile 780 nm arasındaki dalga boylarını algılayabilir. Bu sebepten elektromanyetik spektrumun bu bölümüne görünür ışık denir. Renkler için genelde kulak ile duyulan ince ve kalın ses analojisi yapılsa da, ses algısının aksine aynı anda gelen ışık frekansları değişik kanallardan algılanamaz, dolayısıyla aynı anda ince ve kalın sesleri birbirine karıştırmadan duyulmasına karşın göz için bu "çok seslilik" söz konusu olmadığından, değişik ışık frekanslarının sadece kombinasyonları algılanabilir. Bu prensibi açıklamak veya pratik uygulamalarda kullanmak için çeşitli renk modelleri geliştirilmiştir.

<span class="mw-page-title-main">Mineral</span> inorganik kristalleşmiş katı madde

Mineral, doğal şekilde oluşan, homojen, belirli kimyasal bileşime sahip inorganik kristalleşmiş katı bir maddedir. Buna göre minerallerin özellikleri şöyledir; doğal olarak oluşur, herhangi bir parçası bütününün özelliklerini taşır, belirli bir kimyasal formülü vardır, katı hâlde olup nadiren sıvıdır ve inorganiktir.

<span class="mw-page-title-main">Seramik</span> ısı etkisiyle hazırlanan inorganik, metalik olmayan katı

Seramik iyonik veya kovalent bağlara sahip metal ve metal olmayan inorganik bileşik içeren katı bir malzemedir. Yaygın kullanım örnekleri çanak-çömlek, porselen ve tuğladır.

<span class="mw-page-title-main">Refrakter malzemeler</span>

Refrakter malzemeler, ateşe dayanıklı malzemeler olarak tanımlanır. Refrakter malzemeler 538 °C üzerindeki sıcaklıklarda uzun süre kullanılabilir. Başta endüstrinin temel izolasyon malzemesi olan ateş tuğlaları olmak üzere, camlar, mutfak eşyası gibi büyük bir malzeme grubunu oluşturur. Bunlar metalik malzemelerin pahalı olduğu veya kullanılmadığı yerlerde tercih edilir.

<span class="mw-page-title-main">Cam</span>

Cam ya da sırça, saydam veya yarı saydam, genellikle sert, kırılgan olan ve sıvıların muhafazasına imkân veren, inorganik amorf yapıda katı bir malzeme. Antik çağlardan beri gerek inşaat malzemesi, gerekse süs eşyası olarak camdan faydalanılmaktadır. Günümüzde hâlen basit araç gereçlerden iletişime ve uzay teknolojilerine kadar çok yaygın bir kullanım alanı vardır. Örneğin pencere camları, cam ambalaj, ayna, lamba, sofra takımı ve optiklerde yaygın pratik, teknolojik ve dekoratif kullanıma sahiptir.

Yarı iletken üzerine yapılan mekanik işin etkisiyle iletken özelliği kazanabilen, normal şartlar altında yalıtkan olan maddelerdir.

<span class="mw-page-title-main">Boya</span>

Boya, herhangi bir nesneye renk vermek amacıyla yalıtım ve koruma sağlamak için uygulanan bir kaplamadır. Boya hemen hemen tüm malzemelere uygulanabilir. En sık kullanıldığı alanlar sanat, tasarım, resim, endüstriyel kaplamalar, ulaşım ve korumadır. Boya kimyasal özelliği bakımından temel olarak yaş boya ve toz boya olmak üzere ikiye ayrılır.

<span class="mw-page-title-main">Malzeme bilimi</span> yeni malzemelerin keşfi ve tasarımı ile ilgilenen disiplinlerarası alan; öncelikli olarak katıların fiziksel ve kimyasal özellikleriyle ilgilidir

Malzeme bilimi, malzemelerin yapı ve özelliklerini inceleyen, yeni malzemelerin üretilmesini veya sentezlenmesini de içine alan disiplinlerarası bir bilim dalıdır.

<span class="mw-page-title-main">Bina yalıtımı</span>

Bina yalıtımı ya da bina izolasyonu, herhangi bir yalıtım malzemesi kullanılarak, ortamdan dışarı veya dışarıdan ortama olan enerji akışının indirgenmesidir. Yalıtım malzemelerinin (yalıtkan) çeşitli tipleri vardır:

<span class="mw-page-title-main">Zirkonyum</span>

Zirkonyum metali ilk olarak 1789 yılında Martin Heinrich Klaproth tarafından keşfedilmiştir. 1824 yılında ise Jons Jakob Berzelius tarafından izole edilmiştir.

<span class="mw-page-title-main">ANFO</span> Amonyum Nitrat Fuel Oil Karışımı

ANFO, madencilik ile inşaat sektöründe yaygın ve sıklıkla kullanılan, karışım halinde hazırlanan amonyum nitrat tabanlı bir patlayıcı türüdür.

Kolloid, gerçek çözelti ile heterojen karışımlar arasında yer alan ara karışımların adıdır. Burada dağılan fazın tanecik boyutu, yaklaşık 1-1000 nm dolayındadır. 1861'de İskoçyalı bilim insanı Thomas Graham, değişik maddelerin parşömen zarından geçişlerini incelemiş ve bunlardan bazılarının hızlı, bazılarının yavaş hareket ettiklerini gözlemlemiştir. Örneğin albümin, jelatin, arap zamkı gibi maddeler yavaş hareket ederken, şeker, potasyum hidroksit, sodyum klorür gibi maddelerin zardan çok hızlı geçtiklerini tespit etmiştir. Buna göre Graham, çözünmüş maddeleri zardan geçişlerine göre kristaloidler ve kolloidler olarak ikiye ayırmıştır. Kolloidler, büyük moleküllü oldukları için zardan geçememiştir. Sonunda nişasta, jelatin gibi maddeler zamk ile aynı özellikleri gösterdiği için Yunancada zamk anlamına gelen kola kelimesinden türeyen kolloid sözcüğü ile adlandırılmıştır. Ancak bilimsel gelişmeler sonucunda Graham'ın kolloid olarak nitelendirdiği protein gibi maddeleri kristallendirmek ve kristaloid olarak nitelendirdiği kükürdün kolloidal çözeltisini hazırlamak mümkün olmuştur ve bu nedenle Graham'ın bu sınıflandırması önemini yitirmiştir.

Havayla çalışan diyaframlı pompalar endüstrinin birçok alanında değişik amaçlarla kullanılmaktadır. Pompa ölçüsüne uygun kapasitedeki bir kompresöre bağlanarak çalıştırılır. Elektrikle çalışmadığı ve içinde elektrikle çalışan parça barındırmadığı için patlamazlık (ex-proof) özelliği vardır. Sıklıkla bu nedenden dolayı patlayıcı üretiminde tercih edilmektedirler.

Metal-yalıtkan geçişi, elektriksel yük iletkenliği iyi olan metallerden yük iletkenliği pasif hale getirilmiş yalıtkanlara geçişi ifade eder. Bu geçişler basınç veya yarı iletkenlerde aşılama gibi çeşitli parametrelerin değiştirilmesiyle sağlanabilir.

<span class="mw-page-title-main">Vulkanizasyon</span>

Vulkanizasyon, 1839’da Charles Goodyear tarafından keşfedilen bir kimyasal-teknik yöntemidir. Bu yöntem kauçuğun ya da benzer polimerlerin, kükürt veya diğer eşdeğer kükürtleyicilerin ilavesiyle daha dayanıklı malzemelere dönüştürülmesi işlemidir.

<span class="mw-page-title-main">Tüf</span>

Tüf, bir volkanik patlama sonucu ortaya çıkan volkanik küllerden oluşan kaya türüdür. Tüf kimi zamanlarda inşaat malzemesi olarak kullanılan farklı bir kaya anlamına da gelir. %50’den daha fazla tüf içeren kayalar tüflü olarak kabul edilir. Tüf tortul veya magmatik kayaçlar olarak sınıflandırılabilir. Sedimantolojik terimler ile açıklanmasına rağmen magmatik petroloji bağlamında incelenmektedir.

<span class="mw-page-title-main">Optik lif</span>

Optik lif(optical fiber) veya bilinen diğer adıyla ışıklifi(fiberoptic), yüksek kaliteli püskürtülmüş cam veya plastikten yapılmış olan esnek ve şeffaf bir lifdir. Kabaca insan saçından daha kalındır. Işığı lifin iki ucuna iletmek için bir ışık kılavuzluğu veya ışık borusu görevini görür. Işıkliflerin dizayn ve uygulaması ile ilgilenen uygulamalı bilim ve mühendislik dalı “fiber optik” olarak bilinir. Optik lifler, iletişimin diğer formlarına göre iletimin daha uzun mesafelerde ve daha geniş bant genişliği ile olmasına imkân veren “ışıklifi iletişim” alanında yaygın olarak kullanılır. Liflerin metal kablolar yerine kullanılmasının nedeni sinyallerin lifler üzerinde daha az kayıpla ilerlemesi ve aynı zamanda elektromanyetik engellerden etkilenmemesidir. Lifler aynı zamanda ışıklandırma için de kullanılır ve yığınlar halinde sarılır. Bu şekilde sınırlı alanlarda görüntülemeye imkân verecek şekilde görüntü taşımak için kullanılabilirler. Işıklifleri özel tasarlanmış lifli sensörler ve lifli lazerler dâhil, birçok değişik uygulama içinde de kullanılırlar.

<span class="mw-page-title-main">Yalıtkan (elektrik)</span>

Elektriksel yalıtkan, elektrik yükünün serbestçe akamadığı maddelerdir. Bu yüzden elektrik alanının etkisi altında kaldıklarında, elektrik akımını iletmeleri zordur. Mükemmel yalıtkanlar bulunmamaktadır. Ancak, cam kâğıt ve polietilen tabanlı vesaire gibi yüksek özdirence sahip bazı maddeler çok iyi elektrik yalıtkanlarıdır. Daha düşük özdirençleri olan maddeler hala elektrik kablolarında kullanılmak için yeterlidir. Kauçuk benzeri polimerler ve birçok plastik bu gruba dâhildir. Bu tür malzemeler düşükten orta dereceli gerilimleri güvenli bir şekilde yalıtılmasına hizmet eder.

<span class="mw-page-title-main">Elektriksel kırılım</span>

Elektriksel kırılım ya da dielektrik çökümü uygulanan voltaj çöküm gerilimini geçtiğinde yalıtkan maddenin direncindeki ani azalmadır. Bu durum yalıtkan maddenin bir kısmının iletken olmasıyla sonuçlanır. Elektriksel kırılım geçici(elektrostatik boşalmadaki gibi) olabildiği gibi, eğer koruyucu cihazlar yüksek güç devresindeki akımı kesmede başarısız olursa devamlı ark boşalmasına da yol açabilir.

Silikon kauçuk, karbon, hidrojen ve oksijen ile birlikte silikon içeren silikondan oluşan bir elastomerdir.