3D Baskı Nedir?
3D baskı, bilgisayarları kullanarak üç boyutlu katı cisimler yapma işlemine dayanır. Nesne, sıvı moleküller veya toz taneleri gibi taramalı malzeme katmanları tarafından yaratılır. Geleneksel üretim yöntemleriyle karşılaştırıldığında 3D baskı, daha az malzeme kullanarak karmaşık şekilli ürünlerin üretimine olanak tanır. Hassaslık, tekrarlanabilirlik ve çok çeşitli sarf malzemeleri nedeniyle 3D baskı, aynı zamanda katkı maddesi olarak da adlandırılan endüstriyel bir üretim teknolojisi olarak tanımlanmaktadır.
İlave üretim, malzemeyi kesin geometrik şekillerde biriktirmek için CAD (bilgisayar destekli tasarım) yazılımı veya 3D nesne tarayıcıları gerektirir. Ardışık her katman, erimiş veya kısmen erimiş malzeme benzeri metal tozu, termoplastikler, seramikler, camlar ve hatta çikolatalardan oluşan önceki katmana bağlanır. Tüm malzemeler soğudukça, üç boyutlu bir nesne oluşturmak için bir araya gelirler. Temelde katkı üretimi bu şekilde çalışır.
Karbon Nanofiber:
Karbon, metalden sonra en popüler ikinci malzemedir. Tek başına, karbon atomları birlikte gruplandırılmış olarak kullanılamaz, çünkü ince, kırılgan yapıları nedeniyle kırılması kolaydır. Bununla birlikte, bir grup oluşturup birbirlerine bağlandıklarında, fiberler çok güçlü ve hafif bir kompozit materyal oluşturur.
3D Baskıda Karbon Nanofiber
Bugün iki tane karbon nanofiber baskı yöntemimiz var: doğranmış karbon nanofiber dolgulu termoplastik ve sürekli karbon nanofiber takviye. Her iki yöntemde karbon nanofiber kullanıyor, ancak aradaki fark çok büyük. Nasıl çalıştıklarını ve özelliklerinin ne olduğunu anlarsak, amacımıza uygun olanı seçebileceğiz. Kıyılmış karbon nano lifleri standart bir yazıcıdan basılır ve küçük doğranmış tellerle güçlendirilmiş bir termoplastik içerir. Bununla birlikte, sürekli karbon nanofiberlerin imalatı, sürekli karbon nanofiber ipliklerine dayanan farklı bir işlemdir.
Kıyılmış karbon nanofiber, normal olarak daha zayıf malzemelerin kuvvetlerini artırarak basmaya yardımcı olur. Daha sonra, malzeme naylon, PLA veya ABS gibi termoplastiklerle karıştırılır. Karbon nanofiberin buradaki rolü, boyutsal stabilitesini, yüzey kalitesini ve hassasiyetini arttırırken modelin gücünü ve esnekliğini arttırmaktır. Bununla birlikte, modelin gücüne öncelik verirken, karbon nano lif, bileşenin kalitesinin düşmesine neden olacak malzemeyi aşırı doyurabilir.
Kıyılmış karbon nanofiber, prototiplerin ve son kullanım parçalarının üretimi için iyi bir seçenek olsa da, metal parçalar üretirken ilk tercih değildir. Metal parçalar daha yüksek mukavemet gerektirdiğinden, sürekli karbon nanofiber, bu üretim için kullanılan yöntemdir. Kıyılmış karbon nanofiber birbirine yapışmış küçük parçalardan oluşurken, sürekli karbon nanofiber aynı bileşene sahiptir, ancak aynı parçanın yükleme yüzeyleri arasında kesintisiz bir bağlantı oluşturur. Bu bağlantı sayesinde, sürekli karbon nanofiber, kıyılmış ve sürekli karbon nanofiberlerini birbirinden ayıran malzemenin birleşik dayanıklılığına ekstra güç katar.
Karbon Siyahı, dizel ve fosil yakıtların eksik yanmasının yanı sıra, yakacak odunun yanması gibi farklı aktiviteler tarafından üretilir. Karbon karası ilk olarak Çin’de kandillerde eksik yanma ile üretildi ve Hint mürekkebinin siyah pigmentini sağlamayı amaçladı. 1912 yılında, lastik takviyesi için olağanüstü nitelikler gösterdi.
2017 yılında, küresel üretim kapasitesi 16 milyon ton/yıl oldu ve küresel üretim kapasitesi yaklaşık 100 fabrika ile Çin’de% 43, 16 milyon ton/yıl oldu. Avrupa Birliği’nin 2017’de ürettiği rakam 1.890 milyon tonu buldu. Fransa’da 2017’de, Karbon Siyahının üretimi, Ambes tesisindeki operasyonların durdurulmasıyla yıllık üretimi 50.000 ton düşürdü. Çin’in 2017 yılında karbon siyahı ihracatı Tayland’a% 37, Endonezya’ya% 20,% 11 ile Vietnam’a, % 10 ile Japonya’ya ve % 8 ile de Tayvan’a oldu.
Karbon siyahı nanotozu, küresel parçacık (10 ila 500 nm) formunda bulunan karbondan (% 98 ila 99.7) oluşur. Özel yüzeyleri 10 ile 300 m2 / g arasındadır. Kullanılan hammaddelere, yanma koşullarına ve ısıl ayrışmaya bağlı olarak birçok karbon siyahı derecesi vardır.
KarbonSiyahı, esas olarak Petrol Fırını Siyah işlemi kullanılarak (dünya üretiminin% 98’inde kullanılır) ağır yağ artıklarının yanmaması sonucu üretilir. Reaksiyon, aşırı hava varlığında doğal gazın yandığı bir fırında gerçekleştirilir.Yağ yükü radikal bir şekilde verilir. Sıcaklık 1400 ile 2000 ° C arasındadır ve reaksiyon süresi saniyenin 1/100 ila 1/10’u arasında istenen karartma tipine bağlıdır. Karbon siyahı içeren yanıcı gazları su püskürtülerek hızlı bir şekilde soğutulur ve karbon siyahı süzme işlemi ile geri kazanılır. Örneğin, Orionused 4000 fiberglas sap filtreler, 3 m uzunluğunda ve 15 ila 20 cm çapındadır. Tersine çevrilmiş bir gaz akımı filtreleri dönüşümlü olarak her 2 ila 3 dakikada bir boşaltır. Ağır petrol ücretinin alımı, satış fiyatının% 30’undan fazlasını temsil eder. Üretim birimleri ortalama 75 ton / gün kapasiteye sahip ve tesis başına genellikle 2 ile 5 ünite vardır. Verimler, besleme karbon içeriğinin yaklaşık% 50’sidir.
Ek olarak, asetilenin çatlaması, 2000 ° C’nin üzerindeki sıcaklıklarda en saf karbon siyahlarını verir ve daha iletken bir karaktere sahiptir.
Pişirmek amacıyla kullanılan yakacak odun, kömür ve gübrenin eksik yanması.
Araçlarda dizel motorların yanması.
Tarımsal atıkların ve ormanların yakılması.
Fosil yakıtların çıkarılması.
Çöplerin açık havada yakılması.
1.7 kg’lık bir lastik, aşınmaya direnç sağlayan 3 kg karbon siyahı içerir. Bir otomobilde (lastikler dahil) yaklaşık 18 kg karbon karası bulunur. Lastikler, hızlı ve arazi araçları için yaklaşık 30 nm karbon siyahı (10 ila 20 nm) kullanır. İnce siyahlar sertlik getirir; daha büyük siyahlar kauçuğun esnekliğini korur. Hali hazırda kısmen çökeltilmiş silika ile rekabet eden yeşil lastiklerin üretiminde karbon siyahı kullanılmaktadır.
2.Büyük baskılar için sıvı mürekkepler (gazeteler) karbon siyahlarının kütlelerinin yaklaşık% 10’unu içerir.Dengelemek için yağ mürekkepleri% 20 ila 30 arasındadır.
3.Otomotiv boyaları, mobilya cilaları ve piyanolar çok ince karbon siyahı nanotozu (10-20 nm) içermektedir.
4.Karbon siyahı (% 1 ila 3 kütle içeriği), plastiklerin ve elastomerlerin UV’ye karşı korunmasını sağlar.
5.Kısmen, asetilen’den elde edilen iletken karbon siyahları (dünya çapında 150.000 ton), tuzlu elektrik pillerinde (40.000 ton / yıl), yüksek gerilim yeraltı kablolarında (60.000 ton / yıl), plastiklerde ve iletken kauçuklarda kullanılır. İletken kablolarda, siyah iletkenler alüminyum şeritlerin kaplamasına dahil edilir ve böylece elektrik alanın eşitlenmesini ve korona etkisinin önlenmesini sağlar.
6.Ayrıca metallere ve hidrokarbona yapışmayan dizel emisyon parçacıkları için model olarak kullanılır.
Yukarıda belirtildiği gibi, Karbon Siyahı kullanımının çoğunluğu %93 ile Kauçuk Endüstrisindedir. Bu kullanım 2 ana grupta tanımlanabilir: mekanik kauçuk ürünler ve lastikler. Karbon siyahı nanotozu takviye edici özelliklerinden dolayı kauçuk ürünlerinin dayanıklılığı ve performansı arttırılmıştır. Kauçuk sektöründe Karbon siyahı kullanımı N100-N900 siyah seri olarak sınıflandırılmıştır.
Geri kalan % 7’lik karbon siyahı nanotoz kullanımı, kaplama, mürekkep ve plastik içeren farklı sektörlerdedir. Diğer uygulamalar toner, akü, sızdırmazlık maddesi vb. İle ilgilidir. Bu ürünlerde,Uv ışık koruması, ve karbon siyahı nanotozun iletkenlik özellikleri kullanılır.
Ek olarak, aşağıdaki sektörler aynı zamanda Karbon Siyahı Nanotozun takviye, boyama ve UV koruma özelliklerinden de yararlanmaktadır:
Özetle, Karbon Siyahı nanotozu, çeşitli sektörlerde çeşitli önemli kullanımlara sahiptir. Kullanımının büyük bir kısmı kauçuk endüstrisinde, küçük kullanımı ise yukarıda belirtildiği gibi diğer bazı sektörlerde bulunur. Ürün gelecekteki uygulamalar için büyük potansiyele sahiptir.
Antimikrobiyal filament, mikropların ve diğer mikropların yoğunlaştığı koku ve lekelere neden olan patojenik bakterilerin ve genlerin ortaya çıkmasını ve gelişmesini önlemek için bir inhibisyon bölgesi oluşturmayı amaçlayan bir tedavi gören 3D yazıcılar için bir filamenttir. Antimikrobiyal filament özellikle sağlık ve gıda alanları için faydalıdır.
Antibakteriyel nano bakır içerikli masterbatch plastik katkılar, günümüzde korona ile girmiştir. Bilindiği üzere polimer katkılarda gümüş,bakır,çinko tozları kullanıldığında ürünlere antibakteriyellik kazandırıldığı bilinmektedir.
Günümüzde covid-19 salgınından dolayı nano bakır içerikli ürünler tercih sebebi olmuştur. Yapılan araştırmalarda, covid-19 virüsünün bakır yüzeylerde kısa süreli yaşam bulması bakır içerikli ürünlere tercih sebebi oluşturmuştur.
Nano bakır içerikli polimer masterbatch %3 kullanıldığında mikro organizmaların %99,9 öldürdüğü yapılan çalışmalar neticesinde kanıtlanmıştır.
Antimikrobiyal ve Antibakteriyel Nano bakır içerikli katkının yoğun kullanım alanı mevcuttur.
Katkı olarak kullanım oranı % 3 oran yeterli olmaktadır. ABS, PP, GPPS, HDPE, LDPE, Akrilik, EVA, TPE, TPO, TPU, SAN, PVC, PEBA, PC, PMMA, POM daha bir çok Antimikrobiyal Nano Bakır Masterbatch hizmetinizde.
Kullanım Alanları
Elektrikli Aletler: Buzdolabı, çamaşır makinesi, elektrikli ocak, televizyon ve kamera v.b
Kimyasallar ve Yapı Malzemeleri: Plastik boru, sıhhi tesisat, küvet, tek parça tuvalet, kamu hizmetleri ve plastik zeminlerde vb.
Elektronik Tıp Alanında : Hastaneler, tıbbi aletler, tek kullanımlık eldiven, vb.
Nihai Ürünler : Tıraş makinası, hesap makinası, oyuncak, kırtasiye, mobilya ve plastik bardak vb.
Otomotiv Alanında : Kapı kolu, çizgi tahtası, direksiyon simidi ve jokey kutusu, vb.
Ambalaj Sanayisin de: Plastik şişeler, su kovaları, streç vb.
Detaylı Bilgi : 0850 480 62 80 arayabilirsiniz.
Dünya sağlık örgütünün yayınlarına göre enfeksiyonların çok büyük bir kısmı, temas yolu ile yayılmaktadır. Yapılan araştırmalara göre gün boyunca bir insan ortalama 23 kez refleksi olarak elini ağzına götürmektedir. Enfekte olan kişilere veya kişilerin dokunduğu noktalara dokunan sağlıklı insanlar aldıkları virüsü ağız yoluyla vücutlarına aktarmaktadır. Maskeler büyük oranda insanların elini ağzına götürmelerini engellemektedir. Bir diğer enfeksiyon şekli ise damlacık enfeksiyonudur hasta kişiler öksürdüğünde ağızlarından çıkan vücut sıvıları, ortama yayılır 5 mikrondan daha küçük damlacıklar havada askıda kalmaktadır maskeler genel olarak bu damlacıklardan kullanıcıyı korurlar. Korunmanın en etkili yolu ise ellerimizi en az 20 sn boyunca sabun ile yıkamaktır. Bilimsel makaleler COVID-19 virüsünün, Sabun-Su (alkaline pH > 12) ortamda inaktif olduğunu belirtmiştir.
Corona (Korona) virüsü hayvanlar arasında yaygın olan büyük bir virüs grubudur. Nadir durumlarda, bilim insanlarının zoonotik olarak adlandırdığı durumdur, yani hayvanlardan insanlara bulaşabilirler.
Günümüzde sıkça görülen Corona virüsleri için nanoteknolojik önlemler alınmaktadır. Corona virüslerden yaşadığımız ortamları arındırmak için, Nano gümüş teknolojisi ile ortamlar steril edilmekte Nano gümüş Teknolojisinin sayesinde virüsler 3 ile 6 ay arasında etkisiz hale getirildiği iddia edilmektedir.
Nano Gümüş, antimikrobiyal özelliği olan nano boyutta bir aktif ajandır, literatürde birçok bakteri, küf, mantar vb. mikro organizmalar üzerinde etkisinin olduğu bilinmektedir.
Corona Virüsler
İlk olarak 1960’lı yıllarda görülmeye başlayan Corona virüsün, Çin’in Hubei eyaleti Wuhan şehrinde ortaya çıkması nedeniyle hastalık oldukça merak edilir bir konu oldu. Akciğer hastalığına neden olabilen ve tedavi edilmediğinde ağır akut solunum yolu yetersizliği sendromu gibi hastalıklara yol açmaktadır.
Covid-19 Hastalığının Belirtileri:
Covid-19 Alınacak Önlemler
Enfeksiyonun yayılmasını önlemek için standart öneriler arasında düzenli el yıkama, öksürme ve hapşırma sırasında ağız ve burnun kapatılması, et ve yumurtaların iyice pişirilmesi yer alır. Öksürme ve hapşırma gibi solunum yolu rahatsızlığı belirtileri gösteren kişilerle yakın temastan kaçınmalıyız.
Şu an COVID-19 enfeksiyonuna karşı geliştirilmiş bir aşı henüz yoktur.
Corona virüs dahil tüm solunum yolu hastalıklarından korunabilmek için aşağıdaki önlemlerin düzenli olarak uygulanması önerilmektedir:
Ellerinizi sık sık, 20 saniye süreyle su ve sabunla yıkayın. Küçük çocukların da aynı şekilde ellerini yıkamasını sağlayın.
Su ve sabun bulunamıyorsa alkol bazlı bir el dezenfektanı kullanın.
Öksürürken veya hapşırırken ağzınızı ve burnunuzu kağıt mendille kapatın, ardından mendili mutlaka çöpe atın.
Kirli ellerle ağzınıza, burnunuza ve gözlerinize dokunmayın.
Corona Virüs belirtileri olan yada teşhisi konmuş hastalarla aynı kaptan yemek yemek, aynı bardağı paylaşmak veya öpüşmek gibi kişisel temastan kaçının.
Kapı kolları ve oyuncak gibi sık dokunulan yüzeyleri temizleyin ve bunları dezenfekte edin.
Dünya Sağlık Örgütü, riskli bölgelere seyahat eden herkes için aşağıdaki tavsiyeleri vermektedir;
Çiftlikler, pazarlar, ahırlar ve hayvanların bulunduğu diğer yerleri ziyaret ederken genel hijyen kurallarına uymalarını,
Hayvanlarla temas öncesi ve sonrası düzenli olarak ellerini yıkamalarını,
Hasta hayvanlarla temastan kaçınmalarını,
Çiğ ya da iyi pişmemiş hayvan ürünlerini tüketmemeleri gerektiği
konusunda uyarmaktadır.
Novel Coronavirüs’ün / Covid-19 (Koronavirüs) tedavisi için henüz bir aşı bulunmamaktadır.
Demir oksit nanoparçacıkları, oldukça büyük bir yüzey alanına ve yüzey / hacim oranına sahiptir ve demir oksidin (g-Fe2O3, α-Fe2O3 ve Fe3O4) nano ölçekli kristalleridir.
Demir oksit, kolay bir ayırma yöntemiyle benzersiz bir süper para manyetik özelliğe sahiptir.
Demir oksit nanoparçacıklarının fiziksel ve kimyasal özellikleri göz önüne alındığında biyomedikal, çevresel ve tarımsal uygulamaları vardır.
Grafen
21. yüzyılın mucize malzemesi olan GRAFEN karbon atomunun bal peteği örgüsü şeklindeki iki boyutlu planar yapıdadır. Grafen katlanabilir ve üstün mekanik özelliklerinden dolayı nanokompozit üretiminde karbon fibere üstünlük sağlamaktadır. Grafen kompozitlerin sağlamlık dışında elektrik iletkenliği, düşük gaz geçirgenliği, termal iletkenlik özellikleri otomotiv plastiklerinde çok geniş uygulama alanı sağlamaktadır. Örnek olarak grafenin iletkenlik ve gaz bariyer özelliği yakıt tankı tasarımında ve elektrostatik boyamada ideal çözüm sunmaktadır. İlaveten, grafen yakıt veriminin artması için lubrikant, uzun ömürlü ve hafif batarya ve akü üretiminde elektrot malzemesi ve uçak kanatlarının güçlendirilmesinde takviye malzemesi olarak kullanılabilir.
Grafenin Uygulama Alanları
· Yapı-İnşaat Malzemeleri
· Otomobillerin İç Donanımı
· Rüzgar Türbinlerinin Kanatları
· Alev Geçiktiriciler
· Batarya, Akü, Süperkapasitör
· Lubrikantlar
· Uçakların İç Donanımları, Kanat Yapımı
Grafen
Fonksiyonelleştirilmiş grafen nanotabakalar (Karbon/oksijen oranı, yüzey alanı belirlenmiş)
Grafen oksit
Termal genleştirilmiş grafen nanotabakalar
Geri dönüşüm prosesi ile üretilmiş grafen tabakalar
Grafen katkılı masterbatchler
Grafen ve Dispersiyon
NK0580CA Yüksek Saflıkta Grafen,% 98 <3nm
NK 0580CA -OH Yüksek SaflıktaGrafen-OH, % 9 98% <3nm
NK 0580CA -COOH Yüksek Saflıkta Grafen – COOH, % 98 <3nm
NK 0580CA -N2 Yüksek Saflıkta Grafen-N2, % 98 <3nm
NK 0581CA Endüstriyel Sınıf Grafen,% 97, <10 nm
NK 0582CA Yüksek Saflıkta Grafen Dağılma,% 98, <3nm
NK 0583CA Yüksek Saflıkta Grafen Dağılma, 98 +%, 2 ~ 4nm
Grafen Nanoplatelets
NK0540DX Grafen Nanoplateletler (1-5 nm)
NK0541DX Grafen Nanoplateletler (6-8 nm)
NK0544DX Grafen Nanoplateletler (11-15 nm)
Grafen Oksit
NK0590CA Yüksek Saflıkta Grafen Oksit, 99 +%, <2nm
NK 0591CA Grafen Oksit,% 98 +, <2nm, Dia: 1 ~ 5um
NK 0592CA Grafen Oksit,% 98 +, <2nm, Dia: 8 ~ 15um
NK 0593CA Grafen Oksit,% 98 +, <2nm, Dia:> 50um
NK 0590CA-G Yüksek Saflıkta Grafen Oksit Jel,% 99 +, <2nm
NK 0591CA-G Grafen Oksit Jel, 98 +%, <2nm, Dia: 1 ~ 5um
NK 0592CA-G Grafen Oksit Jel, 98 +%, <2nm, Dia: 8 ~ 15um
NK 0593CA-G Grafen Oksit Jel, 98 +%, <2nm, Dia: > 50um
NK 0594CA Endüstriyel Sınıf Grafen Oksit, 97 +%, <2 nm, Dia: 3 ~ 10um
Parçacık hızlandırıcı, 1930’lar da atom çekirdeğinin yapısını araştırmak için enerjik parçacıklar sağlamak için icat edildi. O zamandan beri, parçacık fiziğinin birçok yönünü araştırmak için kullanıldılar.
Görevleri, parçacıkları hızlandıran elektrik alanları ve onları yönlendiren ve odaklayan manyetik alanlar üreterek bir parçacık demetinin enerjisini hızlandırmak ve arttırmaktır.
Parçacık hızlandırıcıları yüklü temel parçacık (elektron, proton, pozitron, antiproton, müon v.b.) demetlerini istenen kalitede ve hedeflenen enerjilere hızlandıran donanımlardır. Parçacık hızlandırıcıları doğrusal (linak) veya dairesel olarak iki sınıfa ayrılırlar. Dairesel hızlandırıcıların mikrotron, betatron, siklotron ve sinkrotron olarak bilinen tipleri mevcuttur. Hızlandırılmış parçacık demetleri çarpışan demet veya sabit hedef deneylerinde kullanılmaktadır. Çarpışmalar sonucu parçacık dedektörleri aracılığı ile toplanan veriler deneysel sonuçlara ulaşmak için analiz edilmektedir.
Ayrıca yüklü parçacık demetlerinin özel yapılı çok kutuplu magnetlerden geçirilmesi ile sinkrotron ışınımı ve serbest elektron lazeri olarak anılan ışınımlar elde edilerek çok geniş bir spektrumda araştırma ve uygulamada kullanılmaktadır.
Parçacık hızlandırıcılarının başta temel parçacık fiziği ve nükleer fizik deneyleri olmak üzere malzeme fiziğinden yüzey fiziğine, x-ışınlarından nötron terapisine, proton terapisinden iyon implantasyonuna, petrol ve gaz yataklarının aranmasından çevre atıklarının etkisiz hale getirilmesine, gıda sterilizasyonundan izotop üretimine, nükleer atıkların temizlenmesinden toryuma dayalı nükleer santrallere, polimerizasyondan litografiye, anjiyografiden baca gazlarının temizlenmesine, mikrospektroskopiden güç mühendisliğine, arkeolojiden litografiye, proteinlerden DNA’ya, biyoteknolojiden nanoteknolojiye, kristalografiden minerolojiye, gen biliminden savunmaya, ağır iyon füzyonlarından plazma ısıtılmasına kadar yüzlerce kullanım alanı mevcuttur. Başlıca parçacık hızlandırıcı tesislerine buradan ulaşabilirsiniz.
Parçacık hızlandırıcılarının başta temel parçacık fiziği ve nükleer fizik deneyleri olmak üzere malzeme fiziğinden yüzey fiziğine, x-ışınlarından nötron terapisine, proton terapisinden iyon implantasyonuna, petrol ve gaz yataklarının aranmasından çevre atıklarının etkisiz hale getirilmesine, gıda sterilizasyonundan izotop üretimine, nükleer atıkların temizlenmesinden toryuma dayalı nükleer santrallere, polimerizasyondan litografiye, anjiyografiden baca gazlarının temizlenmesine, mikrospektroskopiden güç mühendisliğine, arkeolojiden litografiye, proteinlerden DNA’ya, biyoteknolojiden nanoteknolojiye, kristalografiden minerolojiye, gen biliminden savunmaya, ağır iyon füzyonlarından plazma ısıtılmasına kadar yüzlerce kullanım alanı mevcuttur. Başlıca parçacık hızlandırıcı tesislerine buradan ulaşabilirsiniz.
Parçacık hızlandırıcıları ve dedektörleri hakkında bilgi ve belgeler:
Grafen, en kısa şekilde tanımlanmak istenirse karbon atom dizilimlerinin oluşturduğu grafit maddesinin iki boyutlu yani tek düzlemdeki halidir. Her bir karbon atomu, 3 farklı karbon atomu ile bağ yapar. Oluşan ağ şeklindeki moleküller de tek bir düzlemde yer alır. Yani üst üste atom yoktur ! Bütün atomlar yan yana dizilmiştir.
YAĞLAR
Grafenin çok katmanlı yapısı yağlarda, yağlamanın reolojik ve tribiolektrik özelliklerinin iyileşmesine ve kazanımına neden olmaktadır.
İLETKEN MÜREKKEPLER
Grafenin, yüksek elektrik iletkenliği bulunmaktadır ve bu sebeple, birden fazla su bazlı ve solvent bazlı mürekkep formülasyonuna grafen eklenerek iletken mürekkeplerin üretilmesini sağlamaktadır.
SOĞUTUCULAR
Grafen ile soğutucuların birleşmesiyle nanofluidler oluşmaktadır. Bu sayede yüksek ısı transfer performansına sahip ürünler üretilebilmektedir.
TERMOPLASTİK POLİMER
Grafen masterbatch , endüstriyel uygulamalarda kullanılmak üzere grafen içerikli termoplastik katkıdır. (sertlik, çizilme direnci, çekme mukavemeti vb.) gösterir.).
REÇİNE KÖPÜKLER
Grafen takviyeli reçine köpükleri, izolasyon ve yapısal uygulamalara uygun olarak geliştirilmiş termal ve mekanik özellikler sergiler.
REÇİNE MATRİSLERİ
Grafenin, reçine matrislerine dahil edilmesi, Otomotiv, Havacılık ve inşaat endüstrilerinde birden fazla uygulama ile geliştirilmiş mekanik özellikler, termal ve elektrik iletkenlikleri, düşük ağırlıklar sergileyen yapısal sert kompozitlerle sonuçlanır.
LASTİK AYAKKABI
Grafen ilavesi ile kauçuklar daha kararlı, darbe dirençleri ve triboelektrik özellikler gösterir.
SU GEÇİRMEZ KAPLAMALAR
Grafenin yüksek hidrofobikliği, mükemmel antikorozyon, antifungal ve kendi kendini temizleyen özelliklere sahip su geçirmez kaplamalar üretmeye yol açar.
BOYALAR, LEKELER VE ASTARLAR
Boyalar, lekeler ve astarlara grafen dispersiyonları, daha iyi dayanıklılık ve elektromanyetik girişim (EMI) koruyucu özelliklere sahip kaplamaların hazırlanmasına izin verir.
Nanobilim ve Nanomühendislik, ülkemizde lisans ve lisans üstü eğitim olarak verilmektedir.
Nano-Bilim ve Nano-Mühendislik programının araştırma konuları diğer lisans ve lisansüstü programlardan temel farkları şu şekildedir:
Nanobilimi ve nanoteknolojiye giriş
· Nanobilimi ve nanoteknolojiye genel bakış
· Nanomalzemelerin fiziksel ve kimyasal özellikleri
· Nanoteller
· Nanomalzemelerin sentezi
· Nanomalzemelerin karakterizasyonu
· Nanosistemlere ve nano aygıtlara giriş
· Karbon nanotüpler
· Çevre Uygulamaları
· Nanofabrikasyon teknikleri
· Nano haberler
· Nanoteknolojinin son dönem uygulamaları
Nanoteknolojinin ve nanomalzemelerin temellerinin öğrenilmesi.
· Nanokarakterizasyonun temellerinin öğrenilmesi.
· Nanoteknolojinin son dönem uygulamaları
· Nanofabrikasyon için uygun prosesleri
· Nanobilimi ve nanoteknolojiye genel bakış
· Nanomalzemelerin fiziksel ve kimyasal özellikleri
· Nanoteller
· Nanomalzemelerin sentezi
· Nanomalzemelerin karakterizasyonu
· Nanosistemlere ve nano aygıtlara giriş
· Karbon nanotüpler
· Çevre Uygulamaları
· Nanofabrikasyon teknikleri
· Nano haberler
· Nanoteknolojinin son dönem uygulamaları
Nanoteknolojinin ve nanomalzemelerin temellerinin öğrenilmesi.
· Nanokarakterizasyonun temellerinin öğrenilmesi.
· Nanoteknolojinin son dönem uygulamaları
· Nanofabrikasyon için uygun prosesleri,
ÇALIŞMA KONULARI
• Karbon Nanotüp ve Fulleren Üretimi
• Kimyasal Tepkime Kinetiği
• Reaktif Akışların Modellenmesi
• Elektrik Ark Boşalımı ve Kimyasal Buhar Çökeltimi
• Fulleren Esaslı Kimyasalların Sentezi
• Nanomalzemelerin Adsorpsiyon ÖzellikleriSınıf Dersler
1 Sınıf Dersler
Temel eğitim olarak verilmektedir.
Kimya Temel
Fizik Temel
İngilizce
İş Güvenliği
Matematik
Türkçe
2.Sınıf Dersler
NANOBİLİM VE MÜHENDİSLİKTE FİZİKSEL KURAMLAR
LABORATUVAR GÜVENLİĞİ
SERAMİK MALZEMELER
POLİMER KİMYASI
NANOLİFLER
MALZEME BİLİMİ
TERMODİNAMİK
3.Sınıf Dersler
MAKRO VE NANOMALZEMELERİN MEKANİK ÖZELLİKLERİ
MALZEMELERİN KRİSTAL YAPISI
SERAMİK TEKNOLOJİSİ
CAM TEKNOLOJİSİ
ISIL İŞLEMLER
TOZ MALZEME TEKNOLOJİSİ
KUANTUM FİZİĞİNE GİRİŞ
MÜHENDİSLİK ETİĞİ VE KİŞİSEL GELİŞİM
TAŞINIM MEKANİZMALARI
MALZEME BİLİMİ LABORATUVARI
4.Sınıf Dersler
MALZEMELERİN GERİ DÖNÜŞÜMÜ
SERAMİKLERİN ŞEKİLLENDİRME YÖNTEMLERİ
NANO ÖLÇEKTE KARAKTERİZASYON YÖNTEMLERİ
KOLLOİD KİMYASI
KAPLAMA TEKNOLOJİLERİ
NANOMALZEMELERİN ÜRETİM METODLARI
Görünmezlik, dışarıdan bakıldığında nano ölçekli malzeme ile kaplanan nesnenin gönmemesidir. Fakat şu önemlidir ki görünmezlik’ denildiğinde, dışarıdan bakan kimsenin o nesneyi görmemesini sağlamak kadar, görünmezlik perdesi ardında bulunan nesnenin dışarıda kalanları görebilmesi gerekiyor. Bu mesele henüz pratik ve uygulanabilir bir çözüme kavuşturulabilmiş değil.
Nano ölçek nesneler üzerindeki çalışmalarda, görünmezlik perdesinin arkasında kalan nesnenin dışarıyı görebilmesi sağlanmaya çok yaklaşıldı. Nano, herhangi bir ölçünün milyarda biri anlamına geliyor. Yani bir nanometre, metrenin milyarda biri olarak tanımlanıyor.
Gözümüz ışığın nesneye çarpması sonucu yansımaları (foton) görmektedir. Görünmezlik çalışmaları nanoteknoloji ile birlikte hız kazamıştır. Çünkü nesneleri nano ölçekli malzemeler ile kaplayarak nesneye gelen ışığın(foton) açısının değişmeden nano ölçekli kaplamadan geçmesi üzerine çalışmalar ilerlemektedir.
Nano ölçekli görünmezlik çalışmaları, nano optik sensörler ile sağlanmaktadır.
Nanoteknoloji Mühendisliği; temel bilim ve mühendislik uygulamalarının birleştiği, inorganik ve organik kökenli doğal veya sentetik hammaddelerden başlayarak metal, seramik ve polimer esaslı mühendislik malzemelerinin ve nanomalzemelerin tasarlanmasını, geliştirilmesini, üretilmesini ve bunların özelliklerinin çeşitli sanayi dallarındaki teknik ihtiyaçlara uyarlanmasını konu alır. Disiplinlerarası bir alan olup, tüm mühendislik dalları, biyomedikal ve biyoteknoloji alanları, diş hekimliği, tıp gibi alanlarla yakın ilişki içindedir.
İnsanlık varolduğu sürece çevresi ile etkileşimde bulunmuş, yaşadığı zamana göre çevresinde bulunan çeşitli malzemeleri kendi ihtiyaçları çerçevesinde kullanmaya çalışmıştır. Seneler içinde insanlık, milattan önce üretilen Hitit krallarının demir tahta ve asalarından ve günümüzde üretilen mikroçiplere ve biyomalzemelere kadar geniş bir aralıkta üretim çalışmalarına devam etmiş ve bu çalışmaları teorik olarak ispatlayabilecek duruma gelmiştir. Günümüzde sürdürülen mühendislik çalışmaları sürekli olarak yeni malzemelerin geliştirilmesi üzerinedir ve her gelişme malzeme alanındaki gelişme ile paralel olmaktadır. Bu çalışmalar yapay insan dokularından, elektronik malzemelere ve nanomalzemelere kadar çok geniş bir alanda sürdürülmektedir.
Malzeme Bilimi ve Nanoteknoloji Mühendisliği, her çeşit malzemenin atomik ve moleküler düzeydeki yapılarının incelenmesi yanında, makroskopik düzeydeki özellikleri ve karakterizasyonları üzerine eğitim vermektedir ve bu alandaki tek mühendislik programıdır. Yeni malzemelerin geliştirilmesi yanında mevcutların daha güvenli, sağlıklı ve emniyetli olmalarını sağlayacak üretim süreçleri ile de ilgilidir.
Havacılık başta olmak üzere, savunma, enerji, haberleşme ve otomotiv sanayii gibi birçok gelişen sektörün giderek artan ihtiyaçları üstün performanslı, nanofonksiyonel yeni malzemelerin geliştirilmesini zorunlu hale getirmiştir. Bunun sonucunda polimerler, seramikler ve kompozitler, konvensiyonel metalik malzemelerin yanında yerini almış ve mühendislik malzemelerini büyük ölçüde zenginleştirmiştir. Tüm bu gelişmeler karşısında, insanlık tarihi boyunca geliştirilmiş olan geleneksel malzemelerin, bir taraftan özelliklerinin daha da iyileştirilmesi, diğer taraftan yeni ve yaratıcı yaklaşımlarla alternatiflerinin geliştirilmesi kaçınılmazdır. Son 30 yıldır malzeme mühendisliği alanına yeni bir ivme kazandıran bu olgu, Malzeme Bilimi ve Nanoteknoloji Mühendisliği eğitim programlarına da yön vermektedir.
Malzeme Bilimi ve Nanoteknoloji Mühendisliği; en uygun malzemenin üretimi için, mikroyapı-özellik ve performans döngüsünü sağlamak için en uygun hammadde, üretim yöntemi ve ürün üzerine odaklanmaktadır.
Nanoteknoloji Mühendisliği İş imkanları?
Özellikle Türkiye’nin de mezun da olsanız iş bulmanız zordur. Ama nanoteknoloji mühendisliği birçok alanda ihtiyaç duyulduğu için genellikle iş bulabilirler. Nanoteknoloji mezun olanlar bu alanlarda iş bulabilir. Nanoteknoloji uzmanlığa alanlarında, askeri savunma sisteminde, TÜBİTAK, ARGE çalışmalarında, devletin laboratuvarların da beyaz eşya havacılık Elektronik Kozmetik Otomotiv gibi biyomedikal sektörlerde de iş bulabilir. Veya ülkemiz de ya da yurt dışında çalışmak imkanı veren birçok üniversite vardır.
Nanoteknoloji Mühendisliği Araştırma Konuları
Parçacık Hızlandırıcıları Ve Uygulamaları
Parçacık Hızlandırıcıları, elektrik ve manyetik alanları kullanarak yüklü parçacık demetlerini hızlandıran, bir çok uygulama alanına ve ileri düzey donanıma sahip stratejik (üretken, kritik) teknolojidir.
Yüksek Enerji Fiziği
İnsanlığın yaşadığı evreni anlama çabası ve bu yöndeki çalışmaları bugün Yüksek Enerji Fiziği (YEF) olarak nitelendirilen bir alanda devam etmektedir. Maddenin temel yapıtaşlarını ve bunları bir arada tutan kuvvetleri araştırmak insanları, daha fazla düşünmeye, soru sormaya ve bunun sonucunda yeni teknolojiler üretmeye yöneltmiştir. Rutherford Deneyi ile temelleri atılan modern bilimde, atomun yapısı (Mehmet Akif Ersoy’un tabiriyle “Maddenin kudret-i zerriyesi”) bilim insanları tarafından “binlerce emek” sarf ederek araştırılmaktadır. Bugün Yüksek Enerji Fiziği’nde halen yanıtlanmayı bekleyen bir çok problem mevcuttur. Maddenin yapısını açıklamada başarılı olarak kabul edilen Standart Modelin hali hazırda cevaplayamadığı birçok soruların mevcut olması bilim insanlarını Standart Model ötesi başka kuramlara yöneltmiştir.
Proton Geçirgen Zar Yakıt Pilleri
Yakıt pilleri bilinen alternatif enerji kaynakları arasında (güneş enerjisi, rüzgar enerjisi vb.) yüksek verimli güç üretme kapasitesine sahip ve yakın geleceğin en önemli enerji üreteci olarak öngörülmektedir. Yakıt pillerinin temel prensibi zararlı gaz emisyonu olmaksızın, kullandığı yakıtı doğrudan yakmadan enerji elde etmesidir. Günlük yaşamda kullandığımız normal pillerden farkı ise, sisteme yakıt beslendiği sürece enerji üretimine devam edilmesidir. Bu enerji, bir otomobili çalıştırabilir veya bir yerleşim merkezinin enerji ihtiyacını karşılayabilir.
Güneş Pilleri İçin Alternatif Malzemeler ve Üretim Teknolojileri
Güneş pilleri yarıiletken malzemeler kullanılarak güneş enerjisinin direkt olarak elektriğe çevrilmesini sağlayan cihazlardır. Genel olarak güneş pilleri, yarıiletken malzemenin tek kristal yığın veya polikristal ince film olarak üretilmesi ile elde edilir. İnce film güneş pilleri yığın güneş pillerine kıyasla daha az aktif malzeme kullanılması ve farklı alttaşlar üzerinde üretim yapılabilmesi gibi avantajlarından dolayı öne çıkmıştır.
Optik Biyosensör Tasarımı
Biyosensörler, biyolojik materyaller içeren ve/veya bunların çeşitli ortamlardan kalitatif ve kantitatif tayininde ve izlenmesinde kullanılan cihazlardır.
Bir biyosensör 3 temel bileşenden oluşur:
(i) tanıyıcı bölüm;
(ii) tanıyan ile tanınan arasındaki etkileşimi elektrik sinyaline çeviren “çevirici”; (iii) elektronik bölüm. Biyosensörün tanıyıcı tabakasına sabitlenmiş “tanıyan” ile tayini gerçekleşecek olan “tanınan” arasında, sensör yüzeyinde bir etkileşim oluşur. Bu etkileşim sonucunda oluşan değişiklik, örneğin bir elektrokimyasal değişikliğe neden olur. Alternatif olarak etkileşim sonucu ısı çıkışı veya ısı kaybı olur, optik özellikler değişir veya kütle değişimi gözlenir.
İlaç Tasarımında Moleküler Modelleme Yöntemleri
İyon kanalları sinir ve kas hücrelerinde elektrik sinyallerinin iletilmesini sağlar. İyon kanallarının çevresel ya da genetik nedenlerle düzgün çalışmaması birçok hastalıkların kaynağıdır. Dolayısıyla iyon kanallarının işleyişlerinin moleküler düzeyde anlaşılması, nöroloji, fizyoloji ve ilaç biliminde en önemli problemlerden biridir. İyon kanalları için tabiat, etkili, seçici ve gereksinimleri karşılayan zengin bir toksin kütüphanesi sunmaktadır. İlaç tasarımında laboratuar çalışmalarıyla bilgisayar simülasyonlarını birleştirmek, süreci daha da zenginleştirilebilir. Kapasite ve hız olarak yüksek performanslı bilgisayarların gelişimiyle proteinlerin moleküler seviyedeki simülasyonlarını ve ligandlarla etkileşimini doğru olarak incelemek mümkündür. Bu gücü kullanarak kanal, taşıyıcı ve reseptörlere toksin bağlanmasını hesapsal olarak çalışmak suretiyle toksin peptitlerinden yeni ilaçlar geliştirilmesi hedeflenmektedir.
Desalinasyon
Tatlı su kaynakları tüm yaşam ve insan aktiviteleri için en gerekli, sürdürülebilir gelişim içinse öncül koşuldur. Dünya yüzeyinin %70’i sularla kaplı olmasına rağmen, içilebilir tatlı su miktarı bunun yalnızca %0.7’sidir. Desalinasyon, tuzsuzlaştırmaktır. Suda mevcut tuzu, mineralleri ve diğer safsızlıkları gidererek; içme, sulama, kullanma amaçlı su elde edilmesini hedefleyen proseslere genel olarak desalinasyon prosesleri adı verilir. Üç tarafı denizlerle çevrili olan ülkemiz, desalinasyon sisteminin hayata geçirilmesine son derece uygundur. Desalinasyon sayesinde mevsimsel etkenler yüzünden veya küresel ısınma nedeniyle tatlı su kaynaklarındaki azalmanın olumsuz etkisi ortadan kaldırılabilecektir.
tık Plastik Malzemelerin Katalitik Ortamda Parçalanması ile Değerli Kimyasal ve Sıvı Yakıt Üretimi
Atık Plastik Malzemelerin Katalitik Ortamda Parçalanması ile Değerli Kimyasal ve Sıvı Yakıt Üretimi
Günümüzde plastik malzeme tüketimi hızla artmakta olup, bu tüketim sonucunda oluşan atıklar ciddi boyutta çevre kirliliğine neden olmaktadır. Bu sorunun üstesinden gelmek ve depolama, yakma yöntemlerinin dezavantajlarından kurtulmak için plastiklerin katalizörsüz veya katalizörlü ortamda ısı yoluyla parçalanarak monomerlerine, çeşitli yakıtlara ve/veya petrokimya sanayi için gerekli olan kimyasallara dönüştürülmesi, plastik atıkların oluşturduğu kirlilik probleminin çözümü için diğer yöntemlere alternatif olarak düşünülmekte, bu dönüştürmenin daha verimli olabilmesi için tepkime ortamında kullanılacak yeni nesil katalizörlerin (nanokatalizörler) sentezlenmesi hedeflenmektedir.
Grafen oksit, grafit kristalleri oksitlendiğinde elde edilen bir mono-atomik tabaka malzemesini ifade eder. Oksitlenme işlemini uygun kılan suda çözünme kabiliyeti nedeniyle ticari olarak temin edilebilen grafen ender malzemelerden bir tanesidir. Bu makalede sudaki grafen oksit dispersiyonunun sentezi, özellikleri ve bazı uygulamalarından bahsedeceğiz.
Grafen Oksit Dispersiyonun 7 Özelliği
1- Bir malzemenin özellikleri o malzemenin yapısı vasıtasıyla tanımlanır, ancak bu malzeme oldukça özgündür, çünkü bu materyalin kesin bir modeli yoktur. Grafen Oksit dispersiyonu, yeni uygulamalara fırsat veren olağanüstü fiziksel, kimyasal ve mekanik özellikler sunar.
2- Grafen Oksit şekilsizdir, ancak genel olarak, grafen oksit, safsızlıkları koruyacak şekilde tamamen çıkarmayı amaçlayan grafen modelinin aksine, işlevsel hidroksit ve oksijen gruplarına sahip petek şeklinde karbon atomları içeren iki boyutlu bir tabaka olarak tanımlanabilir.
3-Grafen oksit, farklı olarak bazı özellikleri de barındırır. Kimyasal ve atomik yapısına bağlı olan elektrik, iletkenlik özellikleri gibi.
4- Grafen oksit dispersiyonu ayrıca, foto ışıldama, yani ışımanın yayılmasıyla ışığın yayılması gibi benzersiz optik özelliklere sahiptir. Bu özellik, biyo duyumda, flüoresan etiketlerde ve optoelektronik uygulamalarda, optik fiberde veya likit kristal ekranlarda hareket eden ışığı tespit eden sensörlerde kullanılabilmektedir.
5-Ortalama elastik modülü ve kırılmaya karşı en yüksek direnç sırasıyla 32 GPa ve 120 MPa’dır.
6-Grafen Oksit Dispersiyonu ayrıca tek tip tabakalar halinde ultra ince ve esnek bir nano yapıdadır.
7- Grafen Oksit yüksek çözünürlüğe sahiptir ve aşağıda açıklandığı gibi suda kolayca dağılır.
Grafen oksit dispersiyonunun uygulanan sektörler
-Spor aletleri ve oyuncaklar
-Boya ve Cilalar
-Otomobil sektörü
-Havacılık ve Savunma
-Güneş paneli
-Tekstil
-Piller ve Enerji
-Ekranlar
-Kauçuk ve Plastik
-Binalar
-Elektronik ve Optoelektronik
Nano malzeme Nedir?
Nano büyüklük olarak metrenin milyarda biridir.
Nano boyutlu malzemeler karbon veya gümüş gibi çeşitli minerallerden meydana gelebilir fakat nano malzeme tanımlanabilmeleri için en az tek boyutunun 100 nanometreden küçük olması gerekir.
NANO MALZEMEDE BOYUT ETKİLERİ
Aşağıdaki tabloda görüldüğü üzere boyutlarda meydana gelen azalma yüzey alanının artışına neden olur.
|Kübün kenar ölçüleri||Küp sayısı||Ortak yüzey alanı|
|1 m||1||6 m2|
|0.1 m||1000||60 m2|
|0.01 m × 1 cm||1 milyon||600 m2|
|0.001 m × 1 mm||1 milyar||6000 m2|
|1 nm||1027||6000 km2|
Tablo 1(Boyut değişiminin yüzey alanına etkisi)
Nano boyuttaki malzemeler bulk malzemelere göre farklı özelliklere sahiptirler (renk ve reaktivite gibi).
30 nm tanecik yüzeyde %5 atoma;
10 nm tanecik yüzeyde %20 atoma,
3 nm tanecik yüzeyde %50 atoma sahiptir.
Boyuta bağlı olan özellikler;
Nanometre ölçeğinde özellikler önemli derecede boyuta bağlıdır.
Ergime sıcaklığı: Nano kristal boyutu düşerse, yüzey enerjisi artar ve ergime noktası azalır. Çünkü yüzey enerjisi/hacim enerjisi oranı keskin bir şekilde değişir.
Çok küçük tane boyutunda dolayı nano kristalli malzemeler, iri taneli polikristalli malzemelere göre daha farklı ve iyileştirilmiş özelliklere sahiptirler. Bu özellikler;
Nano malzemelerde atomlar arası boşlukların azalmasından dolayı kafes sabitleri de azalır. Bundan dolayı Daha düşük ergime sıcaklıkları ve faz geçiş sıcaklığına sahiptirler.
1.Mekanik Özellikler
Nano malzemelerde Young modülü, süneklik ve süper elastiklik gibi mekanik özellikler birçok araştırmacı tarafından çalışılmıştır. Nano malzemelerin mekanik özellikleri teorik mukavemete ulaşabilir (NaCl viskerlerin mekanik mukavemeti boyutları 1 mikron altına indikçe belirgin şekilde teorik mukavemete yaklaşır). Mekanik mukavemetteki artış hataların azalmasından dolayı meydana gelmektedir.Daha küçük yapılar daha az yüzey hatasına sahiptirler.
1.1)Elastik Özellikler
Şekil 2 (Nano ve mikro kristal bakırların gerçek gerilme-gerçek gerinme ilişkisi)
Nano malzemeler 4 kat daha yüksek Young modülü ve gerilme mukavemeti değerine sahiptirler. Daha az plastik deformasyona uğrarlar ve daha kırılgan yani gevrektirler.
Nano yapılı malzemelerin mukavemet ve sertliği boyutun azalmasıyla artar.
Şekil 3 (Tane boyutu ve gerilme ilişkisi)
Elastik şekil değiştirmeye karşı direnç değeri tozların sıkıştırılması ile elde edilen nano malzemelerde daha düşüktür. Bunun sebebi dışarıdan gelen hatalardan (gözenek ve çatlaklar) meydana gelmektedir.
1.2)Sertlik ve Mukavemet
Tane boyutu 1 mikrometreden büyük olan malzemelerin sertlik ve mukavemet değerleri deneysel olarak Hall-Petch ifadesi ile elde edilir;
Benzer şekilde sertlikte aşağıdaki eşitlikten elde edilir.
Nano boyuta doğru inildikçe sertlik değeri tipik olarak artar. San nano kristalli metallarin sertlik değerleri iri tanelilere göre 2-7 kat daha fazladır.
Şekil 4 ( Tane boyutu ve sertlik ilişkisi)
Nano malzemeler Frank-Reed kaynağıyla dislokasyon üretimi mümkün olmadığı için tane sınırları prosesi yardımıyla deforme olurlar.Böylece, tane sınır sürünme rejiminde azalan tane boyutuyla birlikte sertlik de azalır. Ashby-Verral süreci “tanecik sınır geçiş” sürecidir.
Yukarıdaki figür malzeme deformasyonu süresince tane sınırı değişimini göstermektedir.
1.3)Süneklik ve Tokluk
1 mikrometreden büyük tane boyutlarındaki malzemeler için süneklik (kopmadan şekil değiştirebilme kabiliyeti) ve tokluk (enerji yutum kapasitesi) değerlerinde çok kuvvetli etkisi olduğu bilinmektedir. Nano kristal metallerin süneklik ölçümlerinin sonuçları karışıktır, çünkü kristal hata ve poroziteye, yüzey işlemlerine ve test metoduna karşı oldukça duyarlıdır.
Geleneksel tane boyutlarındaki saf bakırın uzaması %60 iken, nano kristal bakırın uzama değeri %4’tür.
Geleneksel boyutlarda sünek davranış gösteren nano kristalli malzemeler, örnekte de görüldüğü gibi nano boyuta indikçe daha az süneklik, bazen de kırılgan davranış gösterirler.
1.4)Süper plastiklik davranışı
Süper plastiklik, polikristalli malzemelerin boyun vermeden veya kırılmadan çok yüksek çekme deformasyon değerleri gösterebilme kabiliyetidir. %100 – %1000 arasındaki bu tipik uzama değerleri, bu davranışın özelliklerini tanımlamada göz önüne alınır.
Tane boyutu küçüldüğünde, süper plastikliğin ortaya çıktığı sıcaklık düşer ve ortaya çıkış anındaki şekil değişimi oranı artar.
1.5)Nano- Boyuttaki Malzemelerin Deformasyon Mekanizmaları
Nano boyutun sonundaki (50-100 nm) tanelerin, test sıcaklıklarında <0.5 Tm dislokasyon aktivitesi hakim olmaktadır.
Tane boyutu azaldıkça, dislokasyon aktivitesi de azalmaktadır. Nano boyutun alt seviyelerine gelindikçe (<10 nm) yeni dislokasyonların oluşumu zorlaşmaya başlar.
KAYNAKÇA
1)Nano Etkinin Temelleri / Doç.Dr. Atilla Evcin / Afyon KocaTepe Üniversitesi/ 2016
2) Melting points, mechanical properties of nanoparticles and Hall Petch relationship for nanostructured materials/ R. John Bosco Balaguru/ B. G. Jeyaprakash/ School of Electrical & Electronics Engineering SASTRA University
Kaynak: https://www.ceyrekmuhendis.com
Yeni geliştirilen bu kuantum elektroniği bileşeni, tek bir atomun kontrollü yeniden konumlandırılmasıyla elektrik akımını değiştirebilmesini sağlamaktadır. Tek atomlu transistör, oda sıcaklığında çalışır ve çok az enerji tüketir, bu da bilgi teknolojisi için tamamen yeni perspektifler açmaktadır. Endüstrileşmiş ülkelerde, bilgi teknolojisi şu anda toplam güç tüketiminde % 10’un üzerinde bir paya sahiptir. Transistör, bilgi işlem merkezlerinde, bilgisayarlarda, akıllı telefonlarda veya çamaşır makinesinden uçağa birçok uygulama için gömülü sistemlerde dijital veri işlemenin merkezi unsurudur.
Yeni geliştirilen bu kuantum elektroniği bileşeni, tek bir atomun kontrollü yeniden konumlandırılmasıyla elektrik akımını değiştirebilmesini sağlamaktadır. Tek atomlu transistör, oda sıcaklığında çalışır ve çok az enerji tüketir, bu da bilgi teknolojisi için tamamen yeni perspektifler açmaktadır. Endüstrileşmiş ülkelerde, bilgi teknolojisi şu anda toplam güç tüketiminde % 10’un üzerinde bir paya sahiptir. Transistör, bilgi işlem merkezlerinde, bilgisayarlarda, akıllı telefonlarda veya çamaşır makinesinden uçağa birçok uygulama için gömülü sistemlerde dijital veri işlemenin merkezi unsurudur.
Piyasada satılan düşük maliyetli bir USB bellek bile birkaç milyar transistör içerir. Gelecekte, Profesör Thomas Schimmel ve ekibinin geliştirdiği tek atomlu transistör, bilgi teknolojisindeki enerji verimliliğini önemli ölçüde artırabilir. Schimmel, “Bu kuantum elektroniği elemanı, geleneksel silikon teknolojilerininkinden daha az enerjiyi harcamayı mümkün kılıyor” ifadelerini kullandı. Tek atomlu elektroniğin öncüsü sayılan Profesör Schimmel, bu yılın başlarında KIT ve ETH Zürih tarafından ortaklaşa kurulan Tek Atom Elektroniği ve Fotonik Merkezi’nin Eş-Direktörü olarak atandı.
Dünyanın en küçük transistörü, tek bir atomun kontrollü tersine hareketiyle akım geçirir. Konvansiyonel kuantum elektroniği bileşenlerinin aksine, tek atomlu transistör sadece mutlak sıfır, yani -273 ° C civarında çok düşük sıcaklıklarda çalışmakla kalmaz, aynı zamanda oda sıcaklığında da çalışır. Bu özellikler, gelecekteki uygulamalar için büyük bir avantajdır. Tek atomlu transistör, tamamen yeni bir teknik yaklaşıma dayanmaktadır. Transistör sadece metalden oluşur ve yarı iletkenler kullanılmaz. Buda aşırı düşük elektrik voltajlarına ve dolayısıyla çok düşük bir enerji tüketimine neden olur.
Kaynak: Webtekno
Akıllı telefonlarda yıllardır lityum iyon piller kullanılıyor. Bu teknoloji ile akıllı telefonlarda 5000 – 6000 mAh kapasiteli bataryalar kullanılmaya başlanırken, incelen boyutlar nedeniyle üreticiler 4000 – 4500 mAh aralığına sıkıştı.
Batarya teknolojisini çok daha ileri seviyeye taşımak için çalışmalarını sürdüren Samsung son dönemde grafen kullanan bataryalara odaklanmış durumda. Grafen teknolojisinin kullanıldığı bataryalar, lityum iyon ile kıyaslandığında daha küçük boyutlarda daha fazla kapasite sunarken, aynı zamanda daha hızlı şarj olabiliyor.
Fizik dünyasında son 1 yıldır yapılan araştırmalara göre, grafen isimli bir malzeme, geleceğin teknolojileri için büyük önem taşıyacak. Elektriği direnç göstermeden iletecek bir maddenin peşinde koşan bilim insanları, grafen sayesinde kuantum fiziğinin bilinmeyenlerini de aydınlatabilir. Peki nedir bu grafen, hakkında neleri bilmemiz gerekiyor?
Doğada bulunan her madde elektriğe karşı farklı dirençler gösterir. Atomların ve moleküllerin türüne ve dizilişine göre değişen bu direnç miktarı, elektriğin ne kadar hızlı ya da yavaş iletileceğini de belirler. Direnci en düşük olan maddeleri de elektronik devrelerde kullanırız. Bakır ve altın ise elektriğe karşı en az direnç gösteren, yani en kolay ileten iki maddedir.
Bilim insanlarının hayali ise elektriği dirençsiz bir şekilde iletmek. Bu hayal oldukça ütopik görünse de yapılan son araştırmalara göre mümkün. Süperiletken dediğimiz özel malzemeler standartlaştığında elektriğe dair pek çok şeyin tanımını da değiştirebileceğiz.
Bugün bilim dünyasının gündeminden artık kolay kolay düşmeyecek “grafen” isimli maddeye yakından bakıyor. Olabilecek en basit şekilde şimdiden onun neden “sihirli” madde olarak anıldığına dair gözlem yapıyoruz.
Grafenin Abisi Grafit. Bir Başka Deyişle, Kurşun Kalem!
Kurşun kalemlerimizin içindeki siyah madde ya da uçlu kalemlerimize taktığımız ince uzun uçlar, grafit adı verilen kimyasal bir maddeden üretiliyor. Grafit ise karbon atomlarının üç boyutlu olarak düzenlenmesiyle oluşuyor. Altıgen şeklinde bağlanan atom katmanları üst üste dizilince grafiti oluşturuyorlar. Grafit katmanlarından yalnıza birisini aldığınızda ise grafen isimli mucizevi maddeyi elde ediyorsunuz.
Tek Bir Atom Kalınlığında Olan Tuhaf Madde
Grafenin kalındığı yalnızca bir karbon atomu kadar, yani iki boyutlu bir düzlem. Birbirlerine altıgen şekilde bağlanmış atomlardan oluşan bu düzlem oldukça tuhaf. İnce, bu kadar düzenli bir malzeme yok. Süperiletkenler konusunda en umut vaat edici gelişmeler de grafen ile birlikte yaşanıyor. Nasıl olduğunu anlamak için devam edelim.
Hem Yalıtkan Hem de İletken Olan Madde: Bükülmüş Grafen
Bilim insanlar bir grafen tabakasının üzerine bir başka grafen tabakasını özel bir açıyla yaklaştırdıklarında ve malzemeyi mutlak sıfıra kadar soğuttuklarında ilginç bir şey fark ettiler. Bu özel açılı bükme işlemi sonucunda iki grafen tabakasının özellikleri kökten değişti. Katmanlar önce bir yalıtkan, ardından da süperiletken oldular. Hem yalıtkan, hem de iletken olabilen bir madde…
Bir grafen tek başına elektrik iletimi için yalıtkan düzeyde verimliyken, yani elektriğe karşı büyük direnç gösterirken, iki grafen katmanı bir araya geldiğinde süperiletken ortaya çıkıyor. Tek yapılması gereken o sihirli açıyı tutturmak.
Ucuz, Çok Ucuz Elektrik
Normal şartlarda süperiletken maddeleri kullanmak için yüksek soğukluk ya da yüksek sıcaklık değerleri gerekiyor. Grafen tabakalarında ise oda sıcaklığında süperiletken koşullar oluşturulabiliyor. Yani akıllı telefonlarımızda, bilgisayarlarımızda süperiletken malzemeleri kullanmamız mümkün olacak. Yani daha hızlı ve çok çok daha stabil cihazlara sahip olacağız.
Diğer taraftan hızlı trenlerin yaygınlaşması da kolaylaşabilir. Zira bildiğiniz ulaşımda da süperiletken malzemeleri kullanmak mümkün. Grafen ise bu çözümleri teoriye göre oldukça ucuz, üretilebilir ve yaygınlaşmaya müsait bir duruma getiriyor.
Dahası grafen katmanları sayesinde elektrik enerjisinin transferi de kolaylaşacak. Direnç nedeniyle kaybedilen elektrik gücü kullanıma sunulabilecek. Yüksek verimli ve daha ucuz elektrik enerjisi dağıtılabilecek. Tüm bunlar şimdilik bilimsel birer beklenti. Ancak unutmayın Nikola Tesla da bir bilim insanıydı ve şu an onun hayallerinde yaşıyoruz.
Bükülmüş Grafeni Kontrol Etmek, Bir Odada Işık Açmak Kadar Kolay
MIT’de yapılan araştırmalara göre, grafen katmanlarının bükülmesiyle elde edilen açıyı değiştirmek için bir düğmeye basmamız yeterli olacak. Düğmeyi kapatınca yalıtkan, tekrar basında süperiletken olan bükülmüş grafen, aslında beklenen de işlevsel çözümler sunuyor. Yapısı dolayısıyla son kullanıcıya da oldukça uygun çıktılar verebiliyor.
Fizikçiler, bu içerikte derleyip basitleştirdiğimiz bilgilerin üzerine sayısız teoriyi araştırıyorlar. Hatta fizik dünyasında grafeni araştırmak üzere hayatını adayacak bilim insanlarına ihtiyaç duyulduğu aşikar. Grafen, son 1 yıldır sık sık gündeme gelerek, yepyeni bir bilimsel araştırma sahası olduğunu kanıtladı.
O araştırmaların sonuçlarını teknolojik gelişmelerle gözlemlemek de mümkün olacak.
Kaynak : .webtekno.com