Plastikler polimer yapılı malzemelerdir. Zincir biçimli uzun polimer moleküllerini meydana getiren küçük moleküller arasında güçlü bağlar vardır. Bu yüzden plastik malzemelerin doğada kendiliğinden yok olması çok zordur. Bazen yıllar sürer. Plastikleri eriterek yok etmek içinse genellikle ısıtarak sıcaklıklarını çok yüksek seviyelere çıkarmak gerekir. Plastikler polimer yapılı malzemelerdir. Zincir biçimli uzun polimer moleküllerini meydana getiren küçük moleküller arasında güçlü bağlar vardır.

Araştırmacılar hem dayanıklı hem de doğada kolayca çözülebilecek bir plastik üretmek için kısaca PPHA olarak adlandırılan bir polimere yönelmişler. Bu malzemenin en önemli özelliği, polimerlerin genelinin aksine, oda sıcaklığının altındaki sıcaklıklarda bile kendiliğinden çözülmesi. Dolayısıyla araştırmacılar aslında güçlü bir polimeri kolayca çözülür hâle getirmenin değil, kolay çözülen bir polimeri güçlü hâle getirmenin yollarını aramışlar.

Kohl ve arkadaşları PPHA polimerini daha güçlü hâle getirmek için zincir biçimli moleküllerin uçlarını birbirine bağlayarak molekülleri çember biçimli hâle getirmişler. Açık uçlu zincirlerle karşılaştırıldığında çember biçimli molekülleri parçalamak çok daha zor. Ancak çember bir kez kırıldığında molekülün tamamı kolayca parçalanıyor.

Araştırmacılar geliştirdikleri plastik malzemenin hangi koşullar altında çözüleceğini kontrol etmek için malzemenin içine ısıya maruz kaldığında asidik hâle gelen bir bileşik eklemişler.

Prof. Dr. Kohl, güneş ışığına maruz kalmadığı sürece geliştirdikleri malzemenin raf ömrünün 20 yıl kadar olduğunu söylüyor. Malzeme güneş ışığına maruz kaldığındaysa, bileşimine bağlı olarak, birkaç dakika ile birkaç saat arasında çözülüyor.

Geliştirilen malzemenin özellikle askerî alanda yararlı olacağı düşünülüyor. Örneğin görevini tamamladıktan sonra kendiliğinden yok olan insansız hava araçları ya da bir yerden başka bir yere malzeme taşıyan planörler üretmek gibi.

Kaynakça: Dogruhaber , Evrimagaci

The post Güneş Işığında Kendiliğinden Yok Olan Plastik appeared first on Halil Durmus.

Maddeler soğutulduğunda taneciklerinin ortalama kinetik enerjisi düşer. Düşük enerjili tanecikler de daha düşük hacim kaplayarak maddenin yoğunluğunun artmasına sebep olur. Molekülleri soğudukça suyun da diğer sıvılar gibi yoğunluğu artar -ta ki sıcaklık 4°C’ye düşünceye dek.

H2O molekülünü oluşturan oksijen ve hidrojen atomları kovalent bağ ile birbirine sıkıca bağlıdır. Moleküller arasında ise kısmi eksi yüklü oksijen ile kısmi artı yüklü hidrojen atomları arasında görece zayıf hidrojen bağları oluşur. Sıcaklık 4°C’nin üzerindeyken baskın kuvvet, taneciklerin kinetik enerjisidir. Yani taneciklerin hareketliliği, hidrojen bağlarının zamanla kopmasına ve farklı moleküller arasında tekrar tekrar oluşmasına sebep olur. Sıcaklık 4°C’ye düştüğünde ise moleküllerin kinetik enerjisi ile hidrojen bağının enerjisi eşitlenir. Bu noktada su kütlesi mümkün olan en küçük hacimde, yani en yüksek yoğunluk değerindedir.

Suyu diğer sıvılardan ayıran büyük farklar sıcaklık 4°C’nin altına düştükçe gözlenir. Kinetik enerjisi iyice düşen su molekülleri birbirine yaklaşmak yerine düzgün ve boşluklu yapılar oluşturarak hacmi artırır. Su donma noktasına ulaştığında katılaşırken içi boş ve altıgen yapıda kararlı kristal kafesler oluşmaya başlar. Bu boşluklu yapı, buzun yoğunluğunun sudan yaklaşık dokuzda bir ölçüde daha düşük olmasına yol açar.

Düşük kütledeki su daha hızlı soğuyacağından, göllerde donma olayı gölün kenarlarındaki sığ alanlarda başlayarak yüzeyin merkezine doğru ilerler. Buzun yoğunluğu düşük olduğu için donan su yüzeyde kalır, gölün dibinde ise 4°C’deki yoğun su yer alır

Kaynakça: 1milyarbilgi

The post Neden Su Üstten Donmaya Başlar? appeared first on Halil Durmus.

Bu olumsuz gidişin başlıca nedenleri arasında petrol çıkarırken başvurulan kimyasal işlemler, yollarda yapılan tuzlama çalışmaları, suyu yumuşatmak amacıyla kullanılan kimyasal maddeler ve kayaçların doğal yollarla ufalanarak suya karışması sayılabilir. Bir çay kaşığı tuz ile yaklaşık yirmi litre suyu kalıcı bir şekilde kirletmek mümkün.

Indiana Üniversitesi Kimya Bölümünden araştırmacıların sentezlediği yeni bir molekül sayesinde sıvıların içindeki tuz etkili bir şekilde ortamdan uzaklaştırılabilecek. Bu çalışmanın sonuçları Dünya’daki içilebilir su miktarının artmasına yardımcı olabilir.

Bu çalışmadan yaklaşık 10 yıl önce yine aynı üniversitede klorür iyonlarını toplamak için geliştirilen molekülde bağların oldukça zayıf olması yüzünden istenen sonuçlar elde edilememişti. Şimdiyse Yun Liu ve arkadaşlarının bu görevi yerine getirmek için geliştirdikleri yeni molekülle ilgili çalışma Science dergisinde yayımlandı. Elde edilen molekül, klorür iyonlarını yakalamak ve hapsetmek üzere tasarlandı. Klorür tuzlarından en yaygın olarak bilineni sodyum klorür yani bildiğimiz sofra tuzu. Diğer klorür tuzları arasında ise potasyum klorür, kalsiyum klorür ve amonyum klorür sayılabilir.

Tuzu sıvıdan uzaklaştırmak için sentezlenen molekül üç boyutlu bir kafesi andırıyor. Altı adet triazol (azot, karbon ve hidrojenden oluşan beş üyeli halka) grubunun oluşturduğu üç boyutlu “tuz kafesi” 2008 yılında geliştirilen iki boyutlu ve 4 adet triazolden oluşan molekülle kıyaslandığında 10 milyar kat daha etkin.

İlk molekülün sentezlenmesinin yaklaşık bir yılda gerçekleştiğini belirten Liu, sentez sürecinin dikkatli bir şekilde takip edilmesinin önemli olduğunu söylüyor. Araştırma ekibinden Wei Zhao da birkaç ay içerisinde sentezleme işlemini başarıyla gerçekleştirerek işlemin tekrarlanabilirliğini ortaya koydu. Araştırmacılar triazollerin kullanımı ile elde edilen kafesin merkezde klorür iyonlarını çekecek özellikte olduğunu gösterdiler. Azot-hidrojen bağları ile oluşturulan kafesler genelde daha esnek bir yapıya sahip ve merkezdeki klorürü tutmak için fazladan enerjiye ihtiyaç duyuyorlar. Tüm bunlar da verimli çalışmalarını engelliyor. Karbon-hidrojen bağları kullanılarak oluşturulan moleküler kafesler ise daha katı bir yapıya sahip ve bu sayede klorür iyonlarını çok daha etkili bir şekilde tutabiliyorlar. Ayrıca merkezde tutulan klorür kaybedildikten sonra molekülün şeklini koruması da bir avantaj olarak değerlendiriliyor. Böylece molekül yeni bir görev için tekrar kullanılabiliyor.

Yun Liu ve arkadaşlarının sunduğu bu araştırma farklı moleküler kafesler sayesinde iyonların seçici bir şekilde tutulmasına yönelik yeni teknolojiler geliştirilebilmesinin de önünü açıyor.

Kaynakça: Bilimsel Dünya

Liu, Y., Zhao, W., Chen, C-H., Flood, A.H., “Chloride capture using a C-H hydrogen bonding cage”, Science, DOI:10.1126/science.aaw5145, 2019

The post Temiz Su İçin “Tuz Kafesi” Geliştirildi appeared first on Halil Durmus.