YENİ NESİL MALZEMELERİN ANAHTARI: TAVUKLAR

Gelişen teknoloji ile birlikte, bu teknolojinin ihtiyaçlarını karşılayacak hammadde kaynaklarının sınırlı olması günümüzün en büyük sorunlarından bir tanesidir. Bu nedenle alternatif hammadde kaynakları, gelecek yıllardaki nesiller için hem ekonomik hem çevresel olarak büyük bir önem teşkil etmekte.

Günden güne tüketim miktarı artan doğal kaynaklar yerine, alternatif hammadde kaynağı olarak, tavuk tüylerini kullanabileceğimizi söylersek, sanırım bu birçoğumuz için sürpriz olacaktır. Her yıl dünya çapında tonlarca tavuk tüyünün sadece atık olarak işlem gördüğünü düşünürsek, başta ekonomik ve çevresel olarak ciddi bir hammadde kaynağının detaylarından bahsedeceğimizi söyleyebiliriz.

Günümüzde, hızla gelişen teknoloji ile birlikte, her türlü araçta, cep telefonunda, ev aletlerinde ya da en küçük ihtiyaçlarımızda bile üstün teknoloji ile üretilen, dayanıklı ve teknolojik olarak gelişmiş malzemeleri kullanmak hayati önem taşıyor. Bugüne kadar, bu tarz gelişmiş ve dayanıklı malzemelerin üretimini gerçekleştirmek, hem ekonomik hem de çevresel olarak bazı problemler barındırmaktaydı. Üretilen malzemelerin dayanıklı olmasını sağlamak için kullanılan hammaddelerin hem pahalı olması hem de çevre ve insan sağlığı açısından güçlü soru işaretleri barındırması, bugün alternatif olarak karşımıza çıkan, organik tavuk tüyü hammadde kaynağını çok daha fazla değerli kılmakta. Günümüzde, üretilen malzemelere istenilen özellikleri veren ve katkı malzemesi olarak adlandırdığımız yüzlerce farklı inorganik malzemenin, çevreye verdikleri zarar, maliyetleri, atmosfere karbondioksit salınımı artışına neden olmaları gibi farklı dezavantajları mevcut. Ancak tavuk tüyünden bahsettiğimizde ise, düşük maliyeti, doğal kaynaklardan elde edilebilirliği ve çevre dostu olması, avantajlarından ilk akla gelenler. Tüm bu sebepleri yanyana koyduğumuzda, tavuk tüyü ile ilgili araştırmaların dünya çapında neden bu kadar popüler olduğunu anlayabiliriz.

Elbette doğadan direkt olarak elde edilen tavuk tüyleri katkı malzemeleri olarak kullanılamıyor. Laboratuvar ortamlarında detaylı bir kimyasal süreçten geçiyorlar. Ancak bu kimyasal süreç, doğal özelliklerini bozmak için değil, gelişmiş malzeme üretiminde kullanılacak olan ana madde ile uyumunu sağlamak için gerçekleştirilmekte. Bu işleme karbonizasyon adı veriliyor. Tavuk tüylerinin karbonize edilmesi demek, organik tavuk tüylerinin, saf su ile yıkanması ve oda sıcaklığında kurutulmasının ardından, belirli yüksek sıcaklık değerlerinde, ısıya maruz kalmasından ibaret yalnızca. Bu sayede tavuk tüyü içerisinde karbon olmayan bağların yakılması ve karbon miktarında artış amaçlanmaktadır.

Elbette yeni nesil malzemeler dediğimiz zaman, sadece tavuk tüyünü alıp, onu işlenmeye hazır hale getirmekten bahsetmiyoruz. Burada asıl dikkat çekici nokta, katkı malzemesi olarak başarılı bir şekilde üretilmesinin ardından, piyasadaki muadillerinin yerine kullanılabileceğimiz bir potansiyele sahip olmasıdır.

Tavuk tüyleri hazır hale getirildikten sonra, bunları kullanılabileceğimiz alanlara örnek verelim biraz da. Bilim insanları, tavuk tüyünden elde ettikleri hammaddeleri pahalı ve çevreye zararlı hammaddeler yerine kullanmaya başladıklarında, ürettikleri malzemelerin, en az karbon nanofiber veya karbon nanotüp gibi pahalı hammaddeler ile üretilen malzemeler kadar dayanıklı olduklarını gözlemlediler. Havacılık sektörüne baktığımızda, ilk örnek olarak, İspanya’daki dünyanın en büyük turbo pervaneli havacılık motorunun üretiminden bahsedebiliriz. Bu motor daha önceden standart olarak maliyeti yüksek olan hammaddeler kullanılarak üretilirken, günümüzde tavuk tüyünden elde edilen katkılar ile üretilmeye başlandığından ve malzeme kalitesinde aynı sonuçları alabildiklerinden bahsedebiliriz. Bir diğer örnek olarak, kargo uçakları sınıfının en gözde modellerinden biri olan, 4 turbo pervaneli motor, üst kanat ve gövdesinin arkasında kalan 2 adet kargo kapağından oluşan bir dizayna sahip A400M kargo uçağını verebiliriz. Bu uçakta, üst kargo kapısı kanatların üzerinde kalmakta ve içeri doğru açılmaktayken, alt kargo kapısı metal bir rampa ile desteklenmiş ve dışarıya doğru açılarak araçların ve kargonun yüklenip indirilmesine olanak sağlayacak şekilde dizayn edilmiştir. A400M’in alışılagelmedik kargo kapak dizaynı, herhangi bir iniş ve kalkış gerçekleştirmeden malzeme bırakımı gibi taktiksel manevralara izin vermektedir. Kapı mekanizmasındaki yükü azaltmak için üst kapının oldukça hafif olması gerekmekte ve A400M’in toplam 63500 kg olacak ağırlığının sağlanmasına yardımcı olmalıdır. Bütün bu koşullar altında üretilen A400M’in kargo kapağının tavuk tüyünden hazırladığımız katkı hammaddeleri ile üretildiğini ve sonuçların tamamen istenilen seviyelerde olduğunu söylemek sanırım gelinen noktayı daha iyi özetleyecektir bizler için.

Bilimsel araştırmalarda yeni bir malzemeye yaklaşım temkinlidir, yeni bir malzemenin kabülü de oldukça zordur. Hele ki bu yeni malzemenin piyasadaki muadilleri çok farklı çalışmalarda kendilerini ispatlamış, üreticilerin ve araştırmacıların şüphe duymadığı malzemelerse. İşte bu noktada, çoğu katkı malzemesine büyük bir rakip olabilecek tavuk tüylerinin de bu aşamadan geçmesi zorunlu bir durum. Farklı ürünlerde ve uygulama alanlarında en az muadilleri kadar denenmedikçe, hemen bugün onların yerini alacak diyemeyiz elbette. Bu nedenle gerek yerli gerek uluslararası araştırmacıların bu konudaki çalışmalarını takip etmek, sonuçlarını değerlendirmek, ülkemiz araştırmacılarının önemli bir görevi diyebiliriz.

Biliyoruz ki, dünya üzerindeki bütün hammedelerin sınırlı bir kaynağı var ve bizler bu kaynakları hızla tüketiyoruz. Günümüzde en çok ihtiyaç duyduğumuz kazanımlardan bir tanesi şüphesiz ki doğal kaynaklardan, hele hele atık olarak sarf edilen doğal kaynaklardan elde edilebilecek olan hammedeleri işleyebilmektir. Kim bilir belki de tavuk tüyünden üretilen katkı malzemeleri, yazının başında da bahsettiğimiz gibi insanların umursamazca harcayıp, tükettiği hammadde kaynakları yerine, yüzlerini tam anlamıyla tekrardan doğaya dönüşlerinde bir başlangıç kıvılcımı olur?

Kaynak

D. K. Jensen: Experimental Investigation of Fibre Preform Resin Infiltration in the Vacuum Assisted Process, EADS Deutschland GmbH, Ottobrunn, Germany, 2003

Ana sayfa fotoğrafı: Flickr