Uzay Yolculuğu ve Savunmayı Değiştirecek Ultra Güçlü ‘Metal Köpük’: Geleceğin Malzemesi

Çelik kadar güçlü, alüminyum kadar hafif ve balistik etkilere, yangına ve radyasyona dayanıklı olan malzeme nedir? Metal köpüğü.

On yıldan fazla bir süre önce, Kuzey Karolina Eyalet Üniversitesi’nden mühendis Afsaneh Rabiei, Çelik, titanyum, alüminyum veya diğer alaşımlara gömülü boş metal “kabarcıklardan” oluşan Kompozit Metal Köpüğü (CMF) adını verdiği bir malzeme icat etti. Havacılıktan savunmaya kadar son derece güçlü ve hafif bu malzemenin birçok farklı alanda kullanımı olabilir. Yıllarca balistik, patlamalar, titreşimler, radyasyon ve yangın testlerinden sonra, Rabiei’nin şirketi Advanced Materials Manufacturing, resmi olarak üretime hazır.

İlk icat edilen metal köpük olmasa da, Rabiei, CMF’sinin en güçlü olduğunu iddia ediyor. Örneğin, 2019 yılında Composite Structures dergisinde yayımlanan bir çalışmada, araştırmacılar, çelik-çelik CMF ile yapılan araç zırhının, geleneksel çelikten yapılan araç zırhları kadar verimli bir şekilde .50 kalibrelik mermi ve zırh delici mermileri durdurduğunu gösterdiler ve bunu yarı ağırlıkla başardılar.

“CMF zırhı, aynı düzeyde koruma sağlamak için gereken rulo homojen çelik zırhın ağırlığının yarısından daha az ağırlığındaydı,” diyerek Rabiei, çalışmanın Kuzey Karolina Eyalet Üniversitesi açıklamasında bu noktaya dikkat çekti. “Başka bir deyişle, korumayı feda etmeden önemli ölçüde ağırlık tasarrufu sağladık ki bu da araç performansına ve yakıt verimliliğine fayda sağlıyor.”

İki yıl öncesinde, Rabiei ve meslektaşları, CMF’nin aynı metalin katı levhasından çok daha iyi yalıttığını bulmuşlardı. Ekip, 2016 yılında Uluslararası Termal Bilimler Dergisinde yayımlanan çalışmada açıkladıkları üzere, 6,35 santimetreye 6,35 santimetreye 1,91 santimetre kalınlığındaki bir parça paslanmaz çelikle, aynı boyuttaki bir CMF örneğini 800 derece Celsius ateşe maruz bıraktılar. Çelik dört dakikada aynı sıcaklığa ulaşırken, CMF sekiz dakikada ulaştı.

“CMF içindeki hava cepleri, ısıyı engellemede çok etkili çünkü ısı, metale göre havada daha yavaş yayılıyor,” diyerek Rabiei, bir başka üniversite açıklamasında bunu belirtti. Bu, tehlikeli kimyasalları veya astronotları uzayda taşıyan araçları koruyabileceği anlamına geliyor.

Uzayla ilgili bir başka konuda, Rabiei on yıl önce CMF’nin çeşitli radyasyon türlerine karşı koruma sağlayabileceğini ortaya koymuştu. 2015 yılında Radyasyon Fiziği ve Kimyası dergisinde yayımlanan bir çalışmada, ekibi CMF’nin X-ray ve gamma ışınlarına (tehlikeli uzay radyasyonu olarak bilinir) ve nükleer radyasyona (nükleer reaktörlerde ve nükleer patlamalarda meydana gelir) karşı etkili olduğunu gösterdi.

“Özetle, CMF’ler, uzay araştırmalarından nükleer atık, patlayıcı ve tehlikeli maddelerin taşınmasına, askeri ve güvenlik uygulamalarına ve hatta otomobiller, otobüsler ve trenler gibi çeşitli uygulamalar için umut vaat ediyor,” dedi Rabiei, balistik testlerle ilgili açıklamada.

İşte size bir soru daha: metal köpüğü ve antik Romalılar’ın ortak noktası nedir? Her ikisi de önceki buluşları ve uygulamaları geliştirmiştir. Romalılar diğer uygarlıklardan icatları alıp iyileştirirken, CMF diğer malzemelerin uygulamalarını ele alıp, bunlara daha az ağırlıkla erişir gibi görünmektedir. Ancak, üreticilerin de bu konuda ikna olup olmadıkları henüz belli değil.