Teknomiks

Şekil bellekli alaşımlar (shape memory alloys) herhangi bir deformasyona uğradıktan sonra ısıyla birlikte ilk üretildikleri şekle dönebilen malzemelerdir.  Bu özelliğe sahip alaşımlar,  Bakır-Çinko-Alüminyum-Nikel,  Bakır-Alüminyum-Nikel,  Nikel-Titanyum,  Demir-Bakır-Çinko-Altın. İlk keşfedilen şekil bellekli alaşım gümüş-kadmium alaşımıdır ve 1932 de keşfedilmiştir. Şekil bellekli (hafızalı) alaşımların en populeri is ticari bir ürün olan NiTiNol dur.

Bu malzemelerin böyle eşsiz bir özelliğe sahip olmasının altında yatan gerçek  aslında basit bir faz dönüşüm mekanizmasıdır. Şekil bellekli (hafızalı) alaşımlar oda sıcaklığında martensit fazında bulunan malzeme, deformasyona uğradıktan sonra sadece 10 derecelik bir sıcaklık farkında östenit fazına geçer ve soğuduğunda tekrar martensit fazına dönüşür bu faz dönüşümleri sırasında malzemenin fiziksel görünüşü martensit ve austenit fazlarında aynıdır.  Bu nedenle deformasyona uğramış malzeme ısıtıldığı anda fiziksel görünüş olarak ilk üretildiği şekle geri döner.

Şekil bellekli (hafızalı) alaşımları medikal ve uzay sanayi uygulamalarında fazlasıyla yer bulabilmektedir.  Damar genişletme ameliyatlarında kullanılan stentler, uçaklarda plakaları birbirine tutturmak için kullanılan perçinler şekil bellekli alaşımların uygulama bulduğu kullanım alanlarına örnek verilebilir.

Bilim alaşım, dönüşüm, faz, hafıza, martensit, nitinol, östenit, şekil bellekli, şekil hafızalı, şekil hafızalı alaşımlar, shape memory allo

Dövülerek üretilen malzemeler ile diğer üretim methodları ile üretilen ürünler dışardan bakıldığında benzer görülebilir fakat bir çok faklı ulusal ve uluslar arası standart tarafıdan ciddi şekilde bazı ürünlerin dövme olarak üretilmesi gerekliliğini belirtmektedir. Ülkemizde bu tip ürünleri dövme yerine diğer üretim methodları (Kaynak, Döküm, Kesme ) ile üretimi maalesef yapılmaktadır ve bu durum iş kazalarına, iş gücü ve can kayıplarına yol açmaktadır. Çelik dövme ürünlerin üretimi ile ilgili temel bilgi lerASTM a 788 standardından sağlanabilir.

ASTM A 788 paragraf 3.2.1.’e göre çelik malzemelerin dövme işlemi şahmerdan, press, ring haddeleme, dövme makinalari kullanılarak yapilabilir. Dövme malzeme gereklerinin sağlanabilmesi için plastik deformasyon miktarı malzemede tanelerin ezilme yönüne dik olarak uzamasi ile sağlanabilir.

ASTM A 788 paragraf S15’e göre tane boyutu müşteri talebi ile E 112’ye göre test edilebilir.

ASTM A 788 paragraf 3.2.1.2 Discussions bölümüne göre sadece sıcak haddelenmiş (sac) malzemeler dövme olarak kabul edilemez. Fakat bu standart hali hazırda sıcak haddelenmiş malzemelerin hammadde olarak kullanılıp dövülmesi ve mamul üretilmesi ile ilgili herhangi bir yorumda bulunmamaktadır. Bu noktada kabul kriteri malzeme iç yapısında tanelerin ipsi (fibrous) bir yapı ile yönlenmesi ve dövme yapısını oluşturmasıdır. Dövme standardları başlangıç malzemesi olarak genellikle döküm yarı mamulleri kabul etmektedir. Döküm malzeme ile karşılaştırıldığında sıcak haddelenmiş malzemeler, üretim sırasında döküme nazaran daha fazla plastik deformasyona uğradıkları için başlangıç malzemesi olarak daha avantajlı olabilir.

Dövme yapısı malzeme içindeki tane yapısının şekillendirme yönü ile bağlantılı olarak, malzeme içinde uzanması ile oluşur. Dövme malzemelerin diğer malzemelere göre daha üstün olmasının sebebide budur.

Yandaki resimde görüldüğü gibi dövme yapısı malzeme içindeki tanelerin ipsi (fibrous) yapının yönlenmesi ile oluşur.

Dövme işleminin diğer avantajları ise;

Malzeme içindeki segregasyon bölgelerini dağıtması,

Döküm sırasında oluşan iri tanelerin küçültülmesi.

Bir önceki üretim prosesinden kaynaklanan bazı hataların iyileştirilmesi örneğin; gözenek.

Bölgesel farklılık gösteren kimyasal analizin daha homojen bir hale getirmesidir.

Kaynak : ASM Handbook Volume 14 – ASTM a 788

Resim : WikiCommons

Bilim asm, astm, çelik, dövme, yapı

Samanyolu galaksisin 360 derece panoramik görüntüsü. Resmin daha büyüğünü üzerine tıklayarak kaynağından edinebilirsiniz. Samanyolunun neye benzediğini çok güzel anlatan bu fotoğrafın orjinali  Milli Park Hizmetleri’nin (Amerika) bir çalışanı Dan Duriscoe tarafından çekilmiş ve Flickr kullanıcısı Adijr tarafından bu şekle getirilmiş. Resimde kullanılan efekt Planetizer adlı bir programla yapılmış bu program özellikle panoramik fotoğraflara küresel, gezegen benzeri bir etki vererek  ilginç sonuçlar doğurabiliyor. Alttaki fotoğraf  ise  samanyolunun orjinal 360 derece panoramik görüntüsü.

Kaynak : Wikimedia   Flickr     

Bilim fotoğraf, galaksi, panoramik, samanyolu

Wikipedia

Elmasın ününe göz diken “lonsdaleite” mineralenin elmasdan %58 daha sert olduğu gösterilmiş durumda. Bu mineral genellikle karbon ihtiva eden meteorların dünyaya çarpması sırasında açığa çıkan ısı ve basınç etkisi ile oluşuyor. Elmas gibi karbon allotrobu olan lonsdalit doğal yollarla oluşmasına rağmen oldukça az rastlanan bir mineral. Elmasdan daha sert olduğu gözlemlenen diğer malzeme ise w-BN, yani Bor Nitrürün wurtzite yapısına sahip allotrobu. Bu malzeme ise elmasdan %18 daha sert ve yakın zamanda yapılan çalışmalar büyük miktarda üretim şansı olduğunu gösteriyor. Yandaki resimde wurtzite yapısı gösterilemektedir. Bu yapı heksagonal kristal yapsına benzese de resimdeki gibi bir düzensizliğe sahiptir.

Bu ve benzeri çalışmalar ülkemizdeki Bor rezervlerinin her geçen gün daha da önemli olduğunu gösteriyor. Aslına bakılırsa Bor un önemini sadece peryodik tabloya bakılarak bile anlaşılabilir. Atom numarası 5 olan Bor elementi peryodik cetvelde karbonun hemen yanında yer alır ve bu da karbonla borun benzer özellikler göstermesini açıklamaktadır. Karbon elementine sahip grafit ve elmasda olduğu gibi bor nitrür bileşiği de zıt özelliklere sahip allotroblara sahiptir. Örneğin Heksagonal yapıdaki BN yumuşak ve yağlayıcı özellik gösterirken, kübik ve wurtzite yapısına sahip BN dünyanın en sert malzemeleri arasındadır.

Kaynak : Pan, Zicheng; Sun, Hong; Zhang, Yi; and Chen, Changfeng. “Harder than Diamond: Superior Indentation Strength of Wurtzite BN and Lonsdaleite.” Physical Review Letters 102, 055503 (2009).

Bilim bor, bor bileşikleri, borun önemi, elmas, en sert, malzeme

Wikimedia

Malzeme mühendisliğinin en önemli konularından biri de hata analizi ve bunların önlenmesi için gereken çözümleri geliştirmektir. Malzeme hasarları birçok faklı sorundan kaynaklanabilir, örneğin metal yorgunluğu, korozyon ve üretim hataları. Malzeme üzerinde hasar yüzeyi incelenerek hasarın sebebi araştırılır, bu tip bir araştırma için genellikle metalurjik mikroskop ve spektroskopi yeterli olsa da elektron mikroskopu ve detaylı malzeme analizi için X-ışınları kırınımı yöntemleri de kullanılmaktadır. Malzeme hasarlarını incelenmesi ve sebeplerinin ortaya konması deneyime ve bilgi düzeyine dayalı bir yetenektir. İncelemesi yapılan her yeni malzeme ile bir birikim daha kazanılmış olur.  Bu alanda kendini geliştirmek isteyenler için faydalı kaynaklardan biri de http://technology.open.ac.uk/materials/mem/ adresinden erişelebilen hasarlı parça müzesidir. Bu sayfada yayınlanan görseller sayesinde temel malzeme hataları ile ilgili bilgi sahibi olmak mümkün.

Bilim analiz, failure analysis, hasar, hata, korozyon, yorulma

Bilim adamları canlı bir böceği radyo dalgalarını kullanarak kontrol etmeyi başardı.  Berkeley Üniversitesi tarafından MEMS 2009′da tanıtımı yapılan çalışmaya göre, canlı bir gergadan böceğinin harketlerini, beynine ve kaslarına bağlanmış 6 farklı elektrot ile kontrol etmek mümkün. Canlının üzerinde bulunan modül,  elektrotlara sinyal gönderen devre, kablosuz bağlantı devresi, mikrokontrollör ve pilden oluşuyor. Bu modulün toplam ağarlığı 1.3 gram. Toplam 3 gram taşıma kapasitesine sahip olan zavallı böceğin üzerine kamera sistemi yerleştirilerek askeri amaçla kullanılması planlanıyor.

Bu çalışma elektronik sayesinde canlıların kontrolünün mümkün olduğunu gösteriyor. Bu alandaki gelişmeler ileride hayvanların daha karmaşık sivil ve askeri alanlarda kullanılmalarına sebep olur mu bilemiyoruz ama hayvan severlerin bu ve benzeri deneylere karşı olacağı kesin. 

Kaynak : Tech-on

Bilim böcek, cyborg, radyo dalgaları, uzak kontrol

Herhangi bir sebeple bilimsel literatür veya makale tarama işine bulaştıysanız, araştırma yaparken yayıncılar tarafından önünüze konulan ücretli üyelik ve makale satışı gibi durumlarla karşılaşmışsınızdır.  Yani malesef bilimsel bilgiye ulaşabilmek için aradaki yayıncı kuruma belirli bir ücret ödemeniz gerekmektedir.  Peki bilimsel makaleler nasıl yayınlanır ve kullanıcılara ulaşır. Araştırmacı, çalışması ile ilgili bulguları makale olarak hazırlar ve konusu ile ilgili dergiye makalesini göndermek üzere başvurur.  Bu noktada araştırmacı makalenin tüm telif haklarından vazgeçerek makaleyi yayıncıya (hiç bir ücret almadan) gönderir. Bundan sonra yayıncı makaleyi düzenler yayına hazırlar, online ve dergi olarak okuyuculara sunar. Siz internette bir şeyler ararken bilimsel bir yayına rastladığınızda , yayını okuyabilmek için yayıncıya belirli bir miktar ücret ödemek zorunda kalırsınız.  Aslına bakılırsa normal bir süreç gibi dursada artık bilimsel yayınlara çoğunlukla internet üzerinden erişilmekte ve bu sebeple yayın maliyeti de düşmektedir.

Bilimsel yayınlar, dünya üzerindeki bir çok sorunun çözümünün başlangıç noktasıdır ve tüm dünya insanlarının yararı için herkesin erişimine ücretsiz olarak açık olması ciddi önem teşkil etmektedir. Bu tür bir erişim özgürlüğü dünyada yaşanan bir çok soruna daha hızlı çözüm üretilmesini sağlayacaktır.  Bu gerekliliğin farkına varan bir grup insan ağarlıklı olarak tıp, genetik ve biyoloji alanları için ücretsiz erişime açık online bir yayın platformu kurmuş. Adı Public Library of Science (PLoS) olan ve kar amacı gütmeyen bu girişim sayesinde artık bazı bilimsel yayınlara para ödemeden ulaşmak mümkün. Dileğimiz bu ve bunun gibi kar amacı gütmeyen bilimsel yayın kuruluşlarının çoğalması. 

Bilim bilimsel yayın, kütüphane, makale

Japon bilim adamları ile başlayan makalelere artık uyuz olsak da, elimiz mahkum okuyoruz  adamlar araştırıyor geliştiriyor.  Bu seferki buluşları Wi Fi sinyallerini engelleyen duvar boyası.  Tokyo Üniversitesinde araştırmalarını sürdüren Shin-ichi Ohkoshi ve ekibi, özellikle yüksek hızda çalışan kablosuz bağlantıları korumak amacı ile yeni bir malzeme geliştirdi. Elektromanyetik dalgalar, aynı frekansda rezonansa sahip manyetik alana girdiğinde engellenir. Bu prensiple, aluminyum demir oksit bileşiği olan ε-AlxFe2−xO3 (0 ≤ x ≤ 0.40) nano mıknastıslar  milimetre boyundaki kablosuz iletişim dalgalarını absorbe edebiliyor.  Bu malzemenin duvar boyalarına katkı maddesi olarak eklenerek daha güvenli kablosuz veri aktarımı sağlanabileceği öneriliyor.  Ayrıca bu malzemenin üretim maliyeti son derece düşük.  Umarım en kısa zamanda piyasaya sürülür böylece hem marus kaldığımız elektromanyetik sinyal miktarı azalır hem de, kablosuz bağlantıları sömüren insanlardan kurtulmuş oluruz.

Kaynak : J. Am. Chem. Soc., 2009, 131 (3), pp 1170–1173

Orjinal Resim : hottholler

Bilim

Saeed Moghaddam

Illinois universitesi tarafından geliştirilen dünyanın en küçük yakıt hücresi, özellikle taşınabilir cihazlarda karşılaşılan şarj ve pil sorunlarını azaltacağa benziyor. Sadece  3 mm genişiliğindeki yakıt hücresi 4 parçadan oluşuyor; su haznesi, metal hidrür bulunan bölme, metal hidrür ve suyu birbirinden ayıran membran (zar) ve monte edilmiş 2 elektrot.  Su buharının membran üzerinden geçmesi ve öbür bölmedeki metal hidrürle reaksyona girmesi ile hidrojen oluşumu gerçekleşiyor. Hidrojen nano gözeneklerden geçerek bölmeyi terk ediyor ve silikon/nafion membran elektorduna eriştiğinde enerji açığa çıkıyor. 

Bu yakıt pili 30 saat boyunca 0.7 volt ve 0.1 miliamperlik elektrik enerijisi üretebiliyor. Aslına bakılırsa bu sistem şimdilik şarj edilebilir bir pil sistemine olanak vermiyor. Neden ?

Metal hidrür olarak kullanılan LiAlH4 suyla reaksyona girdiğinde çıkan ürünler aşağıdaki gibi ve bu tersine çevrilebilen bir reaksyon değil. 

LiAlH₄ + 4 H₂O → LiOH + Al(OH)₃ + 4 H₂

Harcanan metal hidrür tekrar üretmek aşağıdaki reaksonda görüldüğü gibi son derece zahmetli. 

4 LiH + AlCl₃ → LiAlH₄ + 3 LiCl

Kaynak : CleanTechnica   Wikipedia

DOI :  10.1109/JMEMS.2008.2007250

Bilim Enerji, metal hidrür, yakıt pilleri

Amerikada temiz enerji teknolojileri üzerine çalışan Konarka firması yeni nesil güneş panellerini tanıttı.  Dr. Alan Heeger tarafından anlatılan buluş, şu an piyasada bulunun güneş panellerinin aksine daha verimli ve daha ucuza üretilebiliyor. 

Küresel ısınma ve iklim problemleri yaşadığımız şu yıllarda artık fosil yakıtlarının insanlığın ihtiyaçlarına doğru şekilde hizmet etmeyeceği ortada. Fosil yakıtlarına alternatif olarak tanıtılan nükleer enerji ve hidrojen depolama teknolojileri sürüdürelebilirlikten uzak ve  çevreye başka şekillerde zarar vermekte. Bunların önüne geçebilmek için dünyanın oluşumunda beri enerji kaynağı olarak hizmet eden güneşten faydalanmak alternatif çözümlerden biri. Konarka firmasını tarafından geliştirilen paneller ucuz ve verimli olmalarının yanında ayrıca esnek bir yapıya sahip olduklarından uygulama alanlarında klasik panellerden daha geniş.  Örneğin rulo şeklinde sarıp yanınızda taşıyabileceğiniz metrelerce güneş paneli. 

Konarka

Konarkanın geliştirdiği güneş panelleri klasik güneş panelleri gibi silikon tabanlı değil bunu aksine esnek ve üretimi daha kolay plastik bir matrise sahip. Ana malzeme olarak plastik kullanılmasının yanında malzemenin fotovoltaik özelliğini C60 (fullerene) olarak bilinen yeni bir karbon allotropu kullanılıyor.  Değişik polimer fullerene kombinasyonları kullanılarak hazırlanan farklı katmanlar sayesinde de panelin verimliliği arttırılmış oluyor.  Power plastik olarak adlandırılan bu yeni ürünün 2010 da tüketicilerin kullanımına sunulması planlanıyor. 

Kaynak: Konarka

Bilim Enerji, güneş paneli