Buz Kütleleri Kendi Kendine Hareket Ediyor: Mühendislik Harikasıyla Tanışın

Buzun kendi kendine hareket etmesini sağlamak, tam bir Ouija tahtası korku filmi gibi görünse de, araştırmacılar buzun kendi başına hareket etmesini sağlamanın yolunu buldu.

Buz diskini, asimetrik bir balıksırtı deseniyle kazınmış metal bir yüzeyde erirken gösteren ürkütücü bir video, bu dinamik süreci gözler önüne seriyor. Disk ve etrafındaki küçük su birikintisi yavaş yavaş yan yana hareket ediyor ve ardından hızlanarak metal plaka üzerinde hareket ediyor. Araştırmacılar, bu tür bağımsız hareketlerin gelecekte güç üretiminde kullanılabileceğini öne sürüyor.

“Herringbone desenlerine buz disklerini koyarak katı-sıvı kendi kendine hareketi gösterdik. Alttaki erime suyunun akışını düzelterek, dış bir kuvvete başvurmadan (yani, rüzgar akışı olmadan) katının kendi kendine hareketini sağlıyoruz,” takım, çalışmanın yayınlandığı ACS Applied Materials & Interfaces dergisinde açıkladı.

Araştırmacılar, alüminyum yüzeye dar, asimetrik kanallar kazıyarak herringbone deseni oluşturdu. Buz diski metal plaka üzerine yerleştirildiğinde, buz yavaşça eridi. Kanallar erime suyunun tek bir yöne akmasını sağlayarak kalan buzu birlikte taşıdı.

“İyi bir benzetme, bir nehir üzerinde lastik botla giderken, bu durumda yönlendiren kanalların akışı başlattığıdır,” diye açıklıyor Jack Tapocik, Virginia Tech’te makine mühendisliği doktor öğrencisi ve çalışmanın yazarlarından biri, üniversitenin açıklamasında.

Tapocik ve çalışma arkadaşları bu yüzeyi, California’daki ölüm vadisinde kendi kendine hareket ediyormuş gibi görünen taşlarla ünlü Racetrack‘ten esinlenerek yarattılar. Bu taşlar, bilim insanlarını 1940’lardan beri şaşırtan gizemli izler bırakıyordu.

2014 yılında, araştırmacılar keşfetti ki, yağmur suyu donup tekrar erimeye başladığında rüzgar buz sallarını hareket ettiriyor ve bu, taşları hareket ettiriyor. Ancak, burada buz hareketi rüzgar gibi dış kuvvetler olmadan gerçekleşiyor. İkinci bir denemede, takım herringbone deseninin üzerine su geçirmez sprey uyguladı, diskin daha hızlı hareket etmesini beklerken, disk yerine sabit kaldı.

“Su geçirmez yüzeyde, kanalların üzerindeki fazla erime suyu çok kolay sıkışıyor” diyerek anlatıyor Jonathan Boreyko, çalışmanın yazarlarından biri ve Virginia Tech’teki Doğadan Esinlenen Akışkanlar & Arayüzler Laboratuvarı’nın lideri. “Bu buz diskini yüzeyin sırtlarına yapışık hale getirir. Erime suyu hala kanallar boyunca akmaya devam ediyor ama buz artık kayamıyor,” diye açıkladı.

“Buradaki eğlenceli numara, erime suyu buz diskinin ön kenarının ötesine aktığında, bir su birikintisi meydana gelir. Bu su birikintisinin bir tarafında düz bir su birikintisi olması, yüzey gerilimi uyumsuzluğu yaratır ve bu, buzu yerinden çıkararak yüzey boyunca fırlamasına neden olur,” diyerek bir sapan etkisi oluşturduklarını ekledi.

Araştırmacılara göre bu yüzeyler gezegenin en hızlı buzu içerse de, bu deneyin amacı nedir merak ediyor olabiliriz. Cevap, hızlı buz çözme ve yeni enerji toplama yöntemlerine olanak sağlayabilecek potansiyel yenilikler sunmasıdır.

“Yüzey yapısı bir çember şeklinde desenlenseydi, eriyen nesne sürekli olarak dönerdi,” dedi Boreyko. “Şimdi buzun üzerine mıknatıslar koyduğunuzu hayal edin, taşlar yerine. Bu mıknatıslar da dönerdi ve güç üretimi için kullanılabilirdi.”

Çalışma, şu anda her zamankinden daha çok ihtiyaç duyduğumuz alternatif enerji kaynakları üzerindeki çeşitli yaratıcı araştırmalar arasına katılıyor.