Kendi seramiklerinizi üretmek yaratıcılığınızı ifade etmenin bir yolu olabilir. Fakat süreçte kullanılan bazı teknikler ve malzemeler sağlığınız ve çevreniz için kötü sonuçlar doğurabilir. Düzgün hazırlanmazsa, bazı sırlı seramiklere potansiyel olarak zararlı ağır metaller sızabilir. Bilim ilsanları şimdi, hala canlı renkler sunarken, şu anda kullanılan formülasyonlardan daha az toksik ve daha çevre dostu olan altın ve gümüş nanoparçacıkları içeren yeni bir sır türüne doğru ilerleme olduğunu bildiriyorlar.
Araştırmacılar sonuçlarını American Chemical Society (ACS) SciMeetings çevrimiçi platformu üzerinden yayınladılar.
Sırlar, seramikleri parlak ve su geçirmez hale getirir. Ayrıca kilin fırınlanma sonrasında renklendirme işlemini sağlar. Bu malzemelerin potansiyel olarak zararlı bileşenler içerdiği bilinmektedir. Projenin baş araştırmacısı Ryan Coppage, günümüzde dahi piyasada zararlı ağır metaller içeren sırların olduğunu belirtmiştir. Ayrıca Coppage, “En parlak renkleri elde etmek geleneksel olarak yüzeyden süzülebilen ve bu seviyelerde toksik olan baryum ve kadmiyum gibi daha yüksek miktarlarda ağır metaller kullanmak zorundadır” ifadeleri kullandı.
Araştırmacılar, istenen renkte daha güvenli bir sır geliştirmek için altın ve gümüşün nanoparçacıklarını kullandılar. Bu metaller teknik olarak ağır metal olarak kabul edilmelerine rağmen nano boyutta iyi huylu olarak kabul edilirler. Aslında sıklıkla romatoid artrit enjeksiyonları ve antimikrobiyal preparatlarda bileşenler gibi tıbbi uygulamalarda kullanılırlar. Altın ve gümüş, makro ölçekte görüldüğünde oldukça tanınabilir bir sarı veya beyaz metalik parlaklığa sahiptir. Fakat nano ölçek seviyesine düştüğünde (yani, parçacık başına 1 ila 100 nanometre arasında) tamamen farklı tonlar alabilirler. Parçacık büyüklüğüne bağlı olarak renkleri değişir; nano ölçekli altın parçacıkları koyu kırmızı ve mavi renkler verebilir. Nano boyuttaki gümüş partikülleri ise kırmızı veya parlak yeşil rengi verebilir.
Görünen o ki, altın ve gümüş nanoparçacıkları yüzyıllar boyunca sanat eserlerinde kullanılmış ve günümüz zanaatkârları bile bunu bilmiyorlardı. Ekipte yer alan araştırmacı Nathan Dinh, “Tarihi eserlerde kullanılan nanopartiküller kasıtlı olmaktan ziyade tesadüftü” diyor.
Optimum seramik sır elde etmek için, araştırmacılar basit bir sır tabanı ile başladılar ve farklı kombinasyonlar ve boyutlarda altın ve gümüş tuzları ile nanopartikülleri karıştırdılar. Bu test sırlarını kil nesnelerine uyguladılar ve yerel sanatçılar tarafından kullanılan geleneksel bir seramik fırına ateşlediler. Yapılan mikroskobik incelemede araştırmacılar fırınlanma işleminden sonra gerçekleşen renkleri oluşturan nanopartiküllerin boyutunu belirlediler. Elde edilen tonlar, metallerin türüne ve kullanılan konsantrasyonlara bağlı olduğunu buldular. Sonrasında her iki metali de aynı sırda birleştirerek Dinh ve Coppage seramik üretiminde geniş bir renk yelpazesinde üretim yapılabileceğini belirledi.
Bu yeni sır için çok az değerli metal parçası gerektiğinden hem düşük maliyetli hem de çevre dostudur. Aslında araştırmacılar tek bir bardağı sırlamanın sadece 30 ila 40 sent arasında olacağını tahmin ediyorlar. Nanopartiküller renk üretiminde diğer metallerden çok daha verimli olduğu için araştırmacıların sadece çok az miktarda altın veya gümüş eklemeleri gerekiyordu. Ağırlıkça yaklaşık % 0.01 oran yeterli geldiği bilinmektedir. Ağır metal içeren geleneksel sırların aksine bu sırlar genellikle ağırlıkça %5-15 ağır metaller içerir. Metalik parlaklık vermek için ise %50’ye varan manganez sırlar içermektedir.
Coppage ve ekibi fırınlama sürecinin altın ve gümüş nanoparçacıklarını tam olarak nasıl değiştirdiğini daha fazla araştırmayı planlıyor ve bu da ortaya çıkan renklere ince ayar yapmalarına yardımcı olacağını düşünüyorlar. Daha sonra, diğer metal nanoparçacıkları sırlara dahil etmeyi planlıyorlar. Bu da potansiyel olarak sanat topluluğunun yararlanabileceği daha geniş bir renk dizisine yol açacağını belirtiyorlar.
Kaynak
https://phys.org/news/2020-03-gold-standard-safer-ceramic-coatings.html
İleri okuma: Raef H. Lambertson ve ark. Geleneksel seramik sır alternatifleri olarak altın nanoparçacık renklendiriciler , Amerikan Seramik Derneği Dergisi (2017). DOI: 10.1111 / jace.14928
Yorumlar