fbpx
Connect with us

Kimya

Rengi ile termal konfor ayarlayabilen polimer filmler

Published

on

Renk… Işığın materyale kattığı gözle görülebilir en belirgin özellik… Her rengin ışık karşısında bir ısı davranışı vardır. Bir malzemenin bir ışık kaynağı karşışındaki ısı idare yeteneği, rengi ile doğrudan ilişkilidir. Malzemenin rengi, onunısıyı nasıl idare ettiği (ne kadar absorbe ettiği veya ne kadar ittiği) hakkında genel şeyler söyleyebilir. Basit bir örnek; Sıcak bir yaz gününde siyah bir gömlek giymeyi düşünün; renk pigmenti ne kadar koyu olursa hissedeceğiniz sıcaklık o kadar artar. Ya da cam örneğin; ne kadar şeffaf bir cam olursa, o kadar fazla ısı geçirebilir. Bunlar malzemenin, görünür ve kızılötesi radyasyona verdiği tepkilerdir ve rengi ile doğal olarak bağlantılıdır. Massachusetts Institute of Technology (bundan sonra kısaca MIT olarak bahsedilecek) mühendisleri, renk ve ısı özelliklerini diğer özelliklerinden bağımsız olarak uyarlayabilecekleri polimer malzeme örnekleri geliştirdiler. Geliştirilen bu polimer malzeme güçlü ve doku benzeri bir yapıdadır. Bu polimer yapıdaki materyali, ısıyı yansıtmak ve serin kalmak için tasarlanmış çok ince siyah film örnekleri üretmek için kullandılar. Ayrıca, her biri, görünür ışığa gösterdikleri tepkiden bağımsız olarak, kızılötesi radyasyonu yansıtmak veya absorbe etmek için yapılmış, başka renklerde bir gökkuşağı sergileyen filmler yaptılar.

Bu renkli filmler talepler doğrultusunda, bir binanın dış cephe, pencere veya çatılarında ısıyı yansıtan şekilde özellikleri ayarlanabileceği gibi; güneş panelleri için ısı emici olarak da ayarlanabilir. Ayrıca dış giyim, çadır ve sırt çantaları için hafif kumaşlar; bunların kullanılacağı ortama bağlı olarak ısıyı yakalamak veya yansıtmak için tasarlanabilir teknolojidedir.
MIT’nin Makine Mühendisliği Bölümünden bilim adamı Svetlana Boriskina, “Bu malzemeyle, her şey daha renkli görünebilir, çünkü istediğiniz termal konforu elde ettiğinizdebir binanın, pencerenin ya da kıyafetinizinne renkolduğuyla ilgilenmezsiniz” diyor. (Boriskina, bugün yeni malzeme mühendisliği tekniğinin ana hatlarını çizen Optical Materials Express dergisinde yer alan bir çalışmanın yazarıdır. MIT ortak yazarları, Luis Marcelo Lozano, Seongdon Hong, Yi Huang, Hadi Zandavi, Yoichiro Tsurimaki, Jiawei Zhou, Yanfei Xu ve Carl Richard Soderberg Güç Mühendisliği Profesörü Gang Chen ve Yassine Ait El Aoud ve Richard Osgood’dur)

Polimer iletkenler

Bu geliştirme için Boriskina, yüzyıllardır camlara metal parçacıkları ve diğer doğal pigmentler eklenerek yapılan vitray pencerelerde canlı renklerden ilham almıştır. Boriskina, “Ancak cam, mükemmel görsel sağlamasına rağmen, malzeme olarak birçok kısıtlaması var. Hacimli, esnek değil, kırılgan, ısıyı iyi yaymıyor ve açıkça giyilebilir uygulamalar için uygun değil.” Şeklinde belirtti. Cama renk uyarlamak diğer malzemelere nispeten basit olsa da, camın ısıya tepkisinin ayarlanmasının zor olduğunu söylüyor. Örneğin, cam paneller oda sıcaklığını yansıtır ve odanın içine hapseder. Ayrıca, renkli cam belirli bir yönden gelen güneş ışığına maruz kalırsa, güneşten gelen ısı, cam içinde dağılması zor olan bir sıcak nokta oluşturabilir. Bu şekilde bir malzeme (yani ısıyı iyi iletemiyorsa veya dağıtmıyorsa) bu ısı malzemeye zarar verebilir.Aynı şey, herhangi bir renkte tasarlanabilen çoğu plastik malzeme için de söylenebilir, ancak çoğu ısıyı absorbe edemeyen yalıtkan tepkiler veya ısıyı uzaklaştırmak yerine kendi içinde tutup has malzeme özelliğine zarar verici tepkiler gösteriyor. Geçtiğimiz birkaç yıl boyunca, Chen’in laboratuarı, çoğunlukla elektronikteki uygulamalar için yalıtkan ve esnek, hafif polimer malzemeleri işlemek için yollar araştırıyor. Önceki çalışmalarda, araştırmacılar polietilen gibi polimerleri dikkatlice esneterek malzemenin içyapısını ve ısı iletken özelliklerini de değiştirecek şekilde müdahale edebileceklerini bulmuşlardır.

Boriskina, bu tekniğin sadece polimer esaslı elektroniklerin üretimi için değil, aynı zamanda mimaride ve konfeksiyonda da faydalı olabileceğini düşünüyor.Bu polimer üretim tekniğini,biraz büküm ve renk ekleyerek uyarladı ve “Tüm bu farklı özelliklere sahip yeni bir materyal geliştirmek çok zor” diyor. “Genellikle bir özelliği ayarlarsanız, diğeri yok olur. Burada, bu grupta keşfedilen bir özellikle başladık ve sonra yaratıcı bir şekilde yeni bir özellik ekledik. Hepsi birlikte çok işlevli bir materyal olarak çalışıyor.” Şeklinde bir yorumda bulundu.Renkli filmleri üretmeye çalışan ekip, filme istenen rengi vermek için belirli nanoparçacıkları ekledikleri polietilen tozu ve kimyasal bir çözücü karışımıyla başladı. Örneğin, siyah film yapmak için, silikon parçacıkları eklediler; çeşitli ticari boyaların eklenmesiyle diğer kırmızı, mavi, yeşil ve sarı filmleri elde ettiler. Daha sonra her bir nano parçacık gömülü filmi yumuşatmak için ısıttılar ve malzemeyi dikkatli bir şekilde bükümle uzattılar. Uzattıkça daha esnek hale getirecekleri rulodan ruloya aktarım aparatına tutturdular.
Her filmi uzattıklarında, şaşırtıcı bir şekilde malzemenin daha şeffaf hale geldiğini keşfettiler. Ayrıca, polietilenin mikroskobik yapısının eskisi gibi değiştiğini gözlemlediler. Normalde, malzemenin polimer zincirleri, pişmiş spagetti’ye benzer şekilde düzensiz bir karışıklıkta olsada, bu zincirler gerildiğinde, paralel lifler oluşturur. Bunu dikkatle uygulayarak paralel lifler elde ettiler.

Sonra her numuneyi güneş simülatörünün altına (güneşin görünür ve termal ışınımını taklit eden bir lamba) yerleştirildiğinde, filmin ne kadar gergin olduğundane kadar çok ısıyı dağıttığını hesapladılar. Uzun, paralel polimer zincirler, ısının hareket edebileceği doğrudan bir yol sağladı. Bu zincirler boyunca, ısı, fononlar biçiminde (Fonon, bir kristal örgüsünde bulunan atomların ortak titreşimlerinin ölçülebilmesi) , daha sonra sıcak noktaların oluşumunu engelleyerek balistik (yani ince yapıda enine hız yayılımı gösterebilen) bir şekilde yayılabildi.
Araştırmacılar ayrıca, malzemeyi ne kadar az gerdiklerinde, o kadar yalıtkan olduğunu, ısı hapsettiğini ve polimer aralıkları içinde sıcak noktalar oluşturduğunu gözlemlediler.
Boriskina; “Malzemenin gerilme derecesini kontrol ederek, malzemenin renginden bağımsız olarak polietilenin ısı iletme özelliklerini kontrol edilip aynı zamanda nanoparçacıkları dikkatle, sadece görsel renkleri ile değil, görünmez radyasyon ısısı ile etkileşimleriyle de belirlenebilir. Araştırmacıların bu tekniği, uygulamaya bağlı olarak ısı iletebilen veya izole edebilen ince, esnek, renkli polimer filmler üretmek için potansiyel yöntem olarak kullanabileceklerdir.” diye söyledi.

Boriskina, ilerde bir malzemenin renk ve ısıl özelliklerini hesaplamak içinboyutlarına ve iç yapısına bağlı olarak gelişen algoritmalar sunan bir web sitesi başlatmayı planlıyor.
Boriskina ve ekibi şimdilerde Polimer Filmlerine ek olarak, ya yalıtkan ya da soğutma amacıyla tasarlanan hafif giysiler oluşturmak üzere bir araya getirilebilen nanoparçacık gömülü polietilen iplik üretimi üzerine çalışıyor. Boriskina’nın “Bu şu an film faktörüdür, ancak elyaf ve kumaşlar üzerinde çalışıyoruz” diyor. “Polietilen milyarlarca ton üretiliyor ve geri dönüştürülebiliyor. Büyük çaplı üretim için önemli engeller görmüyorum.” şeklindeki açıklaması, konfeksiyon ürünlerinde geri dönüşümün daha fazla sağlanabileceğine dair umut vaadediyor.
Bakalım gelecekte hangi renkte nanoparçaçıklı bluzlar bizi serin tutacak?

Editör / Yazar: Esra KELEŞ

Kaynak: https://phys.org/news/2019-04-tune-material-thermal-properties.html

Advertisement
Click to comment

Leave a Reply

E-posta hesabınız yayımlanmayacak. Gerekli alanlar * ile işaretlenmişlerdir

Bilim

FDA Yiyeceklerimizde “Kalıcı Kimyasal“Keşfetti. İşte O Ürünler

Published

on

Sağlıklı beslenme kuralları önceden basitti, en azından teoride ; daha az islenmş gıdalar tüket, şekerden uzak dur ve dengeli beslen ancak bilim insanları bu öğretiyi zorlaştıran gizli bir tehdidi yavaşça ortaya çıkarıyor. Amerikan ılac ve Gıda Dairesi (FDA) ’nin yeni bir araştırması Orta Atlantik’te – et, deniz ürünü ve çikolatalı kek numuneleri dahil-satılan pekçok yiyecekte kanserle bağıntılı yapay kimyasalların bir sınıfının izini buldu. Söz konusu kimyasallar – Per- ve polyfluoroalkil maddeler (PFAS)¹  – 1940 ’larda, İmalatçı firmaların ısıya, yağa, boyaya ve suya dirençli olduğunu fark ettiği zamanlarda Amerika Birleşik Devletleri ’nde ünlendi. Pek çok PFAS çeşidi imalat endüstrisinden yavaşça çıkmış olsa da onlar yiyecek paketleri, kilimler, deri, tekstil ürünleri ve zamksız tencere setlerinde hâlâ bulunuyor. Kanserle bağlantılarının yanısıra PFAS ’lar karaciğer hasarı ve gelişimsel sorunlarla da bağıntılı. PFAS ’lar nadiren doğa da yok olduğundan havada ve suda binlerce yıl kalır işte bu yüzden “Kalıcı Kimyasallar bknz: ’Forever Chemicals‘” adını almıştır.

FDA yiyecek numunelerinin bir sağlık tehdidi olmadığını söyledi. Kasım 2017 ’de yürütülen FDA soruşturması Daire ’nin Batı Virginia, Ohio, Virginia, Tennesse, Kentucky, Kuzey Carolinia, Washington, Dc, Maryland ve Delaware olarak belirttiği Orta Atlantik bölgesinde 16 tip PFAS ’ı test etti. Marketlerde 90 ’nın üzerinde örnek alındıktan sonra Daire, ananas ve tatlı patateslerde eser miktarda PFAS buldu. Ayrıca ette, deniz ürünlerinde, çikolatalı sütte ve çikolatalı kekte bu kalıcı kimyasallardan yüksek derece buldu. Hindi kıymasını, bifteği, hot dogları, kuzu şişleri, tavuk budunu, tatlı su çipurasını, morino balığını, karidesi ve yayın balığını da içeren tüm et ve deniz ürünü numuneleri Amerika Birleşik Devletleri Çevre Koruma Ajansı (EPA) tarafından belirlenen uyarı düzeyini aştığını gösteriyor.

Uyarı düzeyleri yer altı ve içme suyunu kapsıyor ama yiyecekleri kapsamıyor. Çikolatalı kek en yüksek PFAS miktarını içermesine rağmen (trilyonda 17.640 parça) EPA tarafından henüz değerlendirilmemiş bir farklılık içeriyordu. FDA Business İnsider ’a numunesi alınmış besin ögelerinin insan sağlığına muhtemel bir tehdit olmadığını belirten araştırmanın genel bir değerlendirmesinin geniş bir kopyasını verdi. Ancak bu değerlendirme New Mexico ’daki Hava kuvvetleri Üssü ’ne yakın bir mandıradan alınan örneklerin 2018 ‘de korkutucu seviyede PFAS içeriğinin üstüne bastı. Çiftliğin yer altı suyu ve silajı (hayvanlara verilen yeşillik) PFAS ’la kirlendi ve ineklerin bileşiği tüketmesine neden oldu. FDA atığa sadece 30 gün maruz kalan bir ineği PFAS ’tan arındırmanın 1.5 yıl sürdüğünü tahmin ediyor. Mandıradan alınan süt numuneleri EPA’nın önerilen eşiğinden 35 kat daha fazla PFOS içeriyordu. FDA güvenlik değerlendirmesine istinaden örneklerin insan sağlığına tehdit teşkil ettiğini ve çiftlikteki tüm Sütun yok edildiğini söyledi. EPA Belirli Bir PFAS ’lar Hakkında Sağlık Önerileri Belirtti. Neredeyse 5000 çeşit PFAS bulunuyor ama EPA sadece iki çeşit için sağlık önerisi verdi: PFOA VE PFOS Gözlemci Çevre Çalışma Grubu’nda (EWG) kıdemli bilim insanı David Andrews bu kimyasalların PFAS’ların en dehşet verici çeşidini temsil ettiğini belirtti.

EPA trilyonda 70 parçayı aşan PFOA veya PFOS ’lu içme suyunu insan sağlığı riski olarak görüyor. Tavsiyeleri yasal bir düzenleme olmasa da devlet daireleri ve toplum sağlığı kurumlarına bir uyarı niteliği taşıyor. Toksik kimyasallara gelindiğinde EPA çoğu çevreci gruptan bir sağlık hükmü vermeden önce kayda değer miktarda bilimsel kanıt için bekleyerek daha ihtiyatlı davranıyor.
Andrews Business İnsider’a “PFAS’ların ne kadar güçlü olduğunu anlamamız onlarca çalışma gerektirdi. “dedi. “Tüm bu kimyasalların müthiş güvenli olduğu varsayımını terk etmek zorundayız. Bu kimyasallar endişe verici ve bunların maruziyetinden mümkün olduğunda uzağında durmalıyız “ Bilim İnsanları Hâlâ Besinlerimizdeki “Kalıcı Kimyasal “ların Kaynağını Bulmaya Çalışıyor. PFAS ’ların neden gıdalarımızda ortaya çıktığına dair birkaç teori mevcut ama bilim insanları hâlâ en yüksek ihtimalle sebebi bulmak için uğraşıyor. Bir olasılık yiyecek paketleme olabilir. Aralık 2018’de bir gözlem raporu WholeFoodsMarket’ta kağıt yiyecek kutularında ve bir sandviç paket kağıdı ürününde PFAS’ın izini buldu. Aynı yıl Washington mikrodalga mısır çantaları ve fastfood paketleri dahil yiyecek paketlerini PFAS’tan men eden ilk Amerikan eyaleti oldu. Birkaç ay süre sonra San FransiscoPFAS ’ları tek kullanımlık yiyecek kabından, kap-kacaktan, pecetelerden, tabaklardan, pipetlerden, tepsilerden, kavanoz kapaklarından menetti.

PFAS’ları içeren çözünebilen paketler toprağa karışınca kimyasallar eninde sonunda bitkilere daha sonra insanlara geçiyor. Andrewsbir diğer senaryonun ise New Mexico ’daki kirli süt örnekleri tarafından sergilediğini söyledi. 1970 ’lerde Amerika Birleşik Devletleri Savunma Bakanlığı eğitim talimlerinde ve acil durum müdahalelerinde PFAS içeren ateş söndürme köpüğü kullanmaya başladı. 2018’le birlikte Bakanlık en az 90 Hava Kuvvetleri, Ordu ve Deniz Filosu Üssü’nün EPA ’nın kabul edilebilir seviyesini aşan PFAS ’lı su barındırdığını rapor etti. Ayrıca EPA ;Colorado, Michigan, Pensilvanya, New York ve Kuzey Carolina’nın yerel su sistemlerinde detespit etti. Eğer bu kirli su tarlalara geçerse yiyeceğimizin zehirlenmesiyle sonuçlanabilir. Andrews“Bilim çevrelerinde genel kanının tüm insanların gıda vasıtasıyla PFAS ’a maruz kaldığı yönünde ama daha öğrenecek çok şey var. FDA soruşturması derinlere inmiyor. Cevaplardan ziyade daha çok soru doğuruyor” dedi .

Per- ve polyfluoroalkil maddeler¹ : (PFAS), PFOA, PFOS, GenX ve diğer birçok kimyasal maddeyi içeren bir grup insan yapımı kimyasaldır. PFAS, 1940’lardan bu yana Amerika Birleşik Devletleri de dahil olmak üzere dünya çapında çeşitli endüstrilerde üretilip kullanılmaktadır. PFOA ve PFOS, bu kimyasalların en yoğun şekilde üretilen ve çalışılanları olmuştur. Her iki kimyasal da çevrede ve insan vücudunda çok kalıcıdır – yani parçalanmadıkları ve zaman içinde birikebilecekleri anlamına gelir. PFAS’a maruz kalmanın olumsuz insan sağlığı etkilerine yol açabileceğine dair kanıtlar vardır.

PFAS şuralarda bulunabilir:

  • PFAS içeren malzemelerle paketlenmiş, PFAS kullanılan ekipmanla islenmş veya PFAS ile kirlenmiş toprak veya suda yetişen yiyecekler.
  • Leke ve su itici kumaşlar, yapışmaz ürünler (örneğin, Teflon), cilalar, balmumları, boyalar, temizlik ürünleri ve yangın söndürme köpükleri dahil olmak üzere ticari ev ürünleri (hava limanları ve askeri üslerde yangın söndürme eğitimi verilen başlıca yeraltı suyu kirlenme kaynakları) ) meydana gelir.
  • PFAS kullanan üretim tesisleri veya endüstrileri (örneğin, krom kaplama, elektronik üretimi veya yağ geri kazanımı) içeren işyeri.
  • Tipik olarak lokalize edilmiş ve belirli bir tesisle ilişkili içme suyu (örneğin, üretici, depolama, atık su arıtma tesisi, itfaiyeci eğitim tesisi).

Çeviri: Ahmet Can AKYOL

Kaynak: https://www.sciencealert.com/the-fda-have-found-trace-amounts-of-a-toxic-chemical-called-pfas-in-foods

Continue Reading

Bilim

Bilim İnsanları, Salyangozdan İlham Alarak süper yapıştırıcı geliştirdiler

Published

on

Sümüksü ve kabuklu arkadaşlarımız olan mütevazı salyangozlardan biraz yardım alarak, bilim insanları insanoğlunu sadece damga büyüklüğünde bir yama ile tutabilecek kadar güçlü, yapışkan bir süper yapıştırıcı geliştirdiler. Bu yapıştırıcı geri dönüşümlü olup gerektiğinde açılıp kapatılabilir. Pennsylvania Üniversitesi ‘nden, Ulusal Bilimler Akademisi Bildirilerinde yer alan dergideki rapora göre bilim insanları tersinir (Tersinir kimyasal, fiziksel ve mekanik olarak geri dönüştürülebilir demektir.) bir yapışkan geliştirmek için yola çıktılar ve bu projede ilham almak için doğal dünyadan yararlandılar. Yumuşakçalardan¹ olan bilhassa salyangoz ve sümüklü böcek, ürettikleri gloop (yapışkan, yapış yapış olan) sümüğü sayesinde yüzeylere yapışabilir. Islak formda bu sıvı, hayvanın hareket etmesine ve yapışmasına izin verirken sert formda yumuşakça, kendisini uzun süre boyunca bir yüzeye bağlayabilir.

Böyle bir malzemenin avında olan, araştırma ekibinin bir üyesi, kısaca PHEMA olarak bilinen polihidroksi etil metakrilat (Hidroksil fonksiyonlu akrilik polimerlerin sentezinde kullanılan ester yapılı monomer.) denilen bir polisten hidrojene rastladı, bu da ıslak formda lastik, kuru formda sert bir yapıya sahip olup tersinirliği su ile kontrol edilir. PHEMA ile ilgili yapılan araştırmalara göre ıslak halde bir yüzeye uygulanırsa, kururken büzülmeye meyilli diğer yapışkan malzemelerin aksine küçük çatlak ve oyuklara yayılmaya devam eder.

Tıpta Bazı Faydalı Uygulamalarda Kullanılabilir

PHEMA ’nın bu özelliğe sahip olması ideal bir seçim olduğunun göstergesidir. Malzeme Bilimi, Kimya ve Biyomoleküler Mühendisliği Bölümü ‘nden Profesör Shu Yang yaptığı açıklamada, “Bu, duvara fırlattığınız ve yapıştırdığınız çocuk oyuncakları gibidir. Bunun nedeni ise çok yumuşak olmalarından kaynaklanır. Malzemeler kuruduğunda genellikle küçülürler. Yüzeyden büzülürse, artık mikro boşluklara uymak istemez ama PHEMA yapıştırıcımız uyumludur, kuru veya sert formda olsa da şekillerini sabit tutar. Araştırmacılar tersinir su ile aktifleşen bir yapışkan malzemenin bilimsel araştırma ve tıpta bazı faydalı uygulamalara sahip olabileceğini söylüyorlar. Bilim insanları da kimyasallar ve pH veya ışık ve ısı olup olmadığına dair ipuçlarına cevap vererek tersine çevrilebilecek diğer yapıştırıcıların peşinde.  Yumuşakçalar¹: Hayvanlar âleminin geniş bir sınıfıdır. Ahtapot, midye, salyangoz, sümüklü böcek bu sınıftandır.

Çeviri: Seval ÖZGÜR

Kaynak: https://www.iflscience.com/chemistry/slug-slime-inspires-a-reversible-superglue-that-can-stick-a-human-to-the-ceiling/

Continue Reading

Bilim

Alev Nedir

Published

on

Ateşin, hızlı yanma eylemine geçebilmesi için, yanıcı maddenin yanma sıcaklığına ulaşması ve tepkime için oksijen ile temasa geçmesi gerekmektedir. Bir kibritin yanabilmesi için, yanıcı bir yüzeye sürterek, sürtünmenin enerjisi ile kibrit başını yanma ısısına ulaştırıyoruz. Sonucundaysa, alevli yanma tepkimesine vararak alevi görüyoruz. Pekala, herhangi birine “Alev nedir?” sorusunu yönelttiğimiz zaman, eğer kimyasal bilgiye sahipse, bize bir alevli yanma tepkimesinin formülünü söyleyebilir. Fakat, bizi tatmin edecek cevap bu değil. Biz, alevin tarifini değil, onun ne olduğunu öğrenmek istiyoruz. Etrafına nasıl ışık ve ısı saçar, neden koni şeklindedir, nasıl o şekilde, “dans eder” gibi hareket eder, neden turuncumsu renktedir? Şahsen, asla tatmin edici bir cevap alamadığım basit sorulardı, bunların hepsi. Şimdi, kısa ve sade bir dille, benim gibi bu fenomeni merak edenler için açıklamalarını yapacağız.

Yanmanın tarifi, CH4+2O2⟶CO2+2H2O budur. Uygun şartlarda, uygun ortamda girdiler ile, alevli yanma sonucu karbondioksit ve su meydana gelir. Peki, bunu sağlayan, büyüleyici, harika ışık ve ısı şöleni nasıl bir dinamiğe sahip? Belli sıcaklığa ulaşan maddeler, ışınır. Kızılötesi, morötesi yahut görünür ışıkta ışık saçarlar. Bu ışınımı belirleyen etkenler, yanma tepkimesine giren maddelerin kimyasal kişiliğine, ışınım sonucu meydana çıkan renklerse, yanmanın derecesine bağlıdır.

Siyah cisim ışımasına girmeden, yanan alevin derecesine bağlı olarak, hangi renklerde ışındığından bahsedelim. Her zaman, mavi ve tonlarının soğuk, kırmızı ve tonlarının da sıcak renklerden olduğu söylenir. Fakat, fizik açısından pek de öyle değil. Bir mum yahut kibrit alevinin en sıcak olduğu nokta, dibidir. Farkedildiği üzere, o en sıcak noktalar da mavi renkte parlar. 1000-1400 °C’lik bir skaladadır. Buradaki tepkimelerde, moleküler bazda titreşim aşırıdır. Bu yüzden, yaydıkları dalgaboyu daha dar ve mora yakındır, mavi renkte parlar. 800-1000 °C’lik, alevin gövde kısmı ise daha turuncumsudur. Titreşim daha az olduğu için, kırmızıya, yani daha geniş dalgaboyuna yakındır. Bizden uzaklaşan yıldızların, kırmızıya kayması kabaca bu yüzdendir. Işığın katedeceği yol arttığı üzere dalgaboyu da açılarak kırmızıya kayar. Alevin, ucuna doğru rengin iyice koyulaştığı ve soluklaştığı görünür.

Kibritin ucundaki kükürt ve potasyum klorat, kibrit kutusunun yanındaki cam tozuyla kırmızı fosfor karışımına sürttürülerek ısınım hedeflenir. Potasyum klorat, kükürtü alevleyecek oksijeni barındırır. Aksi takdirde, iki yüzey sürtünürken aşırı temasa uğradığından ötürü oksijenle temas edemez, boğulur ve bozunur. Kükürt, potasyum klorat ve biraz da sürtünmeyi arttıran cam tozu hava içerisindeki oksijenle temas ederek, alevi sürdürür. Alev, içerisinde milyonlarca kimyasal tepkime barındırır. Genellikle mum alevinde, mumun çöpü ile mavi ışınım yapan bölge arasında boş, alevsiz bir alan oluşur. Bu alan, ısı ile buharlaşan mumun, çöpün daha yanmadığı alandır. Yani, o alevsiz kısım sürekli olarak buharlaşma yaratarak alevi besleyen yakıtı, yanan kısıma ulaştırır. Akabinde, alevsız alandaki hava sürekli buharlaşarak oksijen teması yaratamaz.

Yanıcı madde ile ısınmış oksijen atomları birbirine çarparak kendilerini yeniden düzenlerler. Bu düzenleme sonucu karbondioksit, su yahut kül gibi yeni oluşumlar ortaya çıkar. Bu, kimyasal bozunumdur. Yanma içerisinde, kaosta kalan atomların elektronları uyarılmış düzeye geçerek yörünge atlarlar. Ardından bu atlama enerjisini vererek, eski yörüngelerine geri düşerler. Bu esnada, atlama enerjisi ışık ve ısı olarak çevreye yayılır. Uyarılma enerjisi ne kadar yüksekse, çevreye verilen ısı paketçiği o kadar sıcak ve ışık paketçiğinin dalgaboyu da o kadar maviye yakındır. Alevin dibinin mavi olması, bundan dolayıdır.

Alev esnasında ortaya çıkan her karbon atomu yahut karbon bazlı molekül karbondioksite dönüşmez. Kimileri, alevin içerisindeki kaostan, bir araya gelerek isi, kurumu meydana getirir. Bir mum alevine, metal çubuk sokulduğu zaman, çubukta kalan o siyah leke, oluşan islerdir. Bu isler, alevin gövdesinde meydana gelir ve çevreden aldıkları enerji ile turuncumsu skalada parlarlar. Alevin gövdesinin rengi, bundan dolayı meydana gelir. Dış bir etken, mesela soğuk bir metal çubuk, isin oluştuğu gövdeye sokulduğu zaman, bu parlak is soğuk metale yapışarak ısı enerjisini demire paylaşıp ışınımı keser. Bu yüzden de, o parlak is parçacıkları kendi rengine, siyaha dönüşür. Yerçekimi, soğuk havayı aşağıya çekerek, sıcak havanın yukarı çıkmasını sağlar. Sıcak hava balonları, bu şekilde uçarlar.

Alevin çevresinde, aşağı çekilen soğuk hava ile, yukarı çıkan sıcak havanın devir daimi, alevin gövdesinden ucuna doğru sıkıştırarak aleve, o karakteristik dansını ve şeklini verir. Akabinde bu devir daim, karbondioksit ile su buharını da yukarı çekerek, is oluşan parlak gövdeyi ortada bırakır ve uca doğru parlaklığın solmasına neden olur. Yerçekimsiz ortamda, tahmin edileceği üzere alev, küresel bir şekilde yanar. Zira, alevin enerjisi tepkimeye girdiği bölgede bahsettiğimiz olayları gerçekleştirir. Alevin yakıtı, merkezde oluşur ve enerji, herhangi bir yerçekimi etkisi olmaksızın, eşit bir şekilde dağılarak her türlü yanıcıyı tüketene kadar küresel biçimde büyür.

Evinizde dahi, alevin farklı kısımlarında neler olduğunu keşfedebilirsiniz. Bir mum yakın ve soğuk bir demir kaşığı elinize alın. Soğuk kaşığı, mum alevinin biraz üzerine tutun. Kaşığın sırtında, yoğunlaşan su buharını görebilirsiniz. Kaşığı tekrar soğutun ve alevin gövdesine sokup çıkarın, orada da isi görebilirsiniz. Kaşığı soğutup, bu sefer de mum alevinin dibinden geçirin. Daha yanmamış mumun buharını, kaşığın sırtında yoğunlaştığını görebilirsiniz.

İnsanoğlunun, kendini bildi bileli çevresinde gördüğü, ezici, yıkıcı ve yaratıcı kudrete sahip, hem korkutucu, hem büyüleyici bu tepkimeyi tarifinden öteye gidip inceledik. Alevin, asıl merak ettiğimiz kısımlarını öğrendik, nasıl parladığını, nasıl ısı ve enerji saçtığını, fazla tekniğe boğulmadan anladık. Çevremizdeki, en ilkel kuantum fiziği merkezi. Etrafa, kuantum paketçikleriyle ısı ve ışık saçıyor ve hipnotize edici bir güzellik sağlıyor. Görüldüğü üzere alev, büyüleyici bir doğaya sahip.

Continue Reading

Öne Çıkanlar