Karbon Nanotüpler Nerelerde Kullanılır?

Karbon Nanotüp Nedir?

Bir grup malzeme mühendisine dünyadaki en güçlü malzemenin ne olduğunu soracak olsak, cevaptan ziyade bir soruyla karşılık verirlerdi; “Güçlü derken tam olarak neyi kastediyorsun?” Güçlü materyal arayışında öncelikle hangi faktörü aradığımızdan emin olmalıyız. Sağlamlık, ağırlık, gerilme, dayanma gücü, sertlik ve dayanıklılık bunlardan birkaçı.

Geçmişe baktığımızda sağlamlık açısından iddialı olan sert malzemelerin tercih edildiğini görüyoruz. Örneğin uçaklarda çelik kullanılmasının başlıca sebebi buydu. Sertlik açısından bir değerlendirme yapacak olursak, aslında en iddialısının elmas olduğunu söylememiz gerekir. Ama dünyadaki en sert malzeme olsa bile dayanıklılık testinden geçemeyeceği kesin. Sonuçta onu parçalarına ayırmak için tek bir çekiç darbesi yeterli.

Günümüz modern dünyasında sert ve kırılabilir malzemeler yerine hafif, esnek ve dayanıklı olan alternatiflere ihtiyaç var. Binlerce yıl boyunca aynı malzemeleri kullandık. Şimdi ise atomlar ölçeğinde sentetik olanları yaratabiliyoruz. Karbon nanotüp bunlardan biri. Nanotüpler tek sıra karbon atomundan oluşan grafenin silindir şeklinde bükülmesiyle elde edilen bir yapı. Bu kadar basit bir forma sahip olmasına rağmen uzunluk ve çap değeri değiştikçe fiziksel ve kimyasal özellikleri de değişime uğruyor. Grafen aslında elmasın nano ölçekli kuzeni gibi. Fakat elmasın aksine grafeni kolayca parçalamak mümkün değil. Çünkü çelikten bile daha sağlam.

Karbon Nanotüple Sentetik Kas Üretimi Mümkün!

Nanotüplerin toksik bir malzeme olup olmadığı henüz bilinmiyor. Sağlık açısından güvenlik testlerini geçemeyebilirler ve durum belki de gelecekteki uygulama alanlarını kısıtlayabilir. Ama güvenli olduğu tespit edilirse geleceğin sentetik kaslarına dönüşme potansiyeline de sahip. Nanotüpler; esnek, dayanıklı ve güçlü. Ayrıca grafen yapısı sayesinde elektrik iletimi ve ısı yalıtımı konusunda mucizeler yaratıyor.

Birkaç yıl önce bilim insanları karbon nanotüplerden “Nanotüp Aerojel” adı verilen sıvı bir malzeme ürettiler. Aerojel, içindeki sıvı ile havanın değiştirilmesi sonucu oluşan silikon tabanlı bir madde. Bu yeni malzeme sayesinde nanotüp, elektrik akımını kimyasal enerjiye dönüştürebiliyor. Tabi bu da onun yapay kas olarak kullanılabilir olmasını sağlıyor. Normal bir insan kasından on kat daha fazla uzayabilen, otuz kat daha güçlü olan sentetik kaslar, sıvı azotun bile dayanamadığı sıcaklıklardan demirin ergime noktasını aşan sıcaklıklara kadar fonksiyonlarını yitirmeden çalışabiliyor. Bu özellikleri, onu geleceğin uzay araştırmalarında kullanılacağı garanti edilen malzeme haline getirmekte.

Karbon Nanotüple Uzay Asansörü

Karbon nanotüpler inşaat sektöründe de imkânsızı başarabilir. Örneğin astronotları uzaya taşımak için dünyada yükselen bir asansör veya okyanus boyunca uzanarak kıtaları birleştirecek bir köprü inşa etmek mümkün olabilir. NASA’ya göre yakın gelecekte uzay asansörlerinin bilim kurgu romanlarındaki gibi gerçek bir ulaşım aracı haline dönüşebilir. Çünkü artık böyle bir yapı için malzemeye sahibiz. Japon mühendisler karbon nanotüp kullanarak saatte 200 kilometre hızla, 36.000 kilometrelik irtifaya yedi buçuk günde çıkacak olan bir uzay asansörü üstünde çalışıyor. Böyle bir asansörle uzay istasyonlarına yük ve yolcu taşımak ya da dünya yörüngesindeki bir otele turistleri aktarmak çok daha emniyetli ve şüphesiz daha az maliyetli olacak.