Hünerli kabarcıklar

Björn Braunschweig için günün sonunda dinlenmek kolay değil. İşten sonra bir bira içmeye çalışsa da Almanya’da Erlangen- Nuremberg’de, yer alan Friedrich- Alexander Üniversitesi’nin (FAU) Gelişmiş Materyaller Mühendisliği Mükemmeliyet Merkezi’nde görev yapan araştırmacı, bardağının üstündeki köpükten gözlerini alamıyor. Neden Bavyera’nın yerel birasında yan masadaki Guinness®’ten daha hızlı patlayan, daha büyük baloncuklar var? Braunschweig bu durumu şöyle açıklıyor: “Koyu İrlanda birası, karbonlama işleminde kullanılan nitrojen gazının Alman fıçı birasında kullanılan karbondioksitten sıvı içinde daha az çözünür olması nedeniyle çok daha kararlıdır.” 30’lu yaşlardaki bilim adamının köpükler hakkında bildiği çok şey var. Kendisi 2014 yılında, köpükler üzerinde temel bir araştırma yürütmek üzere beş yıllık bir proje için Avrupa Araştırma Konseyi’nden gelecek vaat eden araştırma liderlerine verilen 1,5 milyon Euro’luk bir hibe aldı. 

GELİŞEN PAZAR 

Fonun o kadar projenin arasından köpüklere yönelik bir araştırmaya yönlendirilmesi biraz ilginç olsa da köpüğün parlak bir geleceğe sahip oldukça çok yönlü bir materyal olduğu biliniyor. Örneğin Styrodur®’un katmanları sadece yalıtım için kullanılmıyor. Aynı zamanda binalarda depremlerin neden olduğu gerginliği de azaltıyor. Bu sayede planlamacılara aktif sismik bölgelerde bina inşa etmek için ihtiyaç duydukları özgüveni sağlıyor. Koşucular, BASF’nin köpük boncuklarından üretilen ayakkabılarını giydiklerinde daha az enerji kullanıyor. Bunun nedeni ayakkabının dinamik tabanının darbenin hemen ardından ilk şekline dönmesi. Daha önce sadece lateksle şiltelerde ve yastıklarda yüksek elastikiyet seviyesi elde edilirken, artık aynı elastikiyeti ve ayrıca nefes alabilirlik ve uzun ömürlülüğü poliüretan köpükler sayesinde elde edebiliyoruz. Braunschweig, “Köpükler, gelişen bir pazar. Hava kabarcıkları materyali son derece hafif hale getiriyor ve köpükler, aşırı derecede adapte olmanın büyük avantajına sahip” dedi. Hafif araç yapısında köpükler, sağlamlık ve ağırlık arasında optimal denge sağlıyor. İlk bakışta, metalik köpükten yapılan bir taşıt gövdesi, geleneksel olanla aynı sertliğe sahip gözüküyor. Ancak bir çarpışma olduğunda köpük, kırılıp ayrılmıyor. Bunun yerine plastik bir deformasyona uğruyor ve hava yastıklarına benzer bir şekilde darbeyi emebiliyor. Belirli özelliklere sahip köpükler oluşturabilmeleri için araştırmacıların, en küçük molekülden kabarcığın kendisine kadar köpüğü her yönden anlaması gerekecek. Gaz ve sıvının veya gaz ve katı maddenin ayrı kabarcıklarda bir araya geldiği arayüz özellikle önem teşkil ediyor. Hangi moleküler bileşenler bu yüzeyi kararlı hale getirir? Buradaki moleküllerde hangi etkileşimler meydana gelir? 

LEZZETLİ SUNUMLAR

 Araştırmacılar bu sorulara daha iyi yanıtlar vermeye başladığında, köpüklerin özelliklerini kontrol edebilen ve öngörebilen bir “moleküler alet çantası” oluşturma hedeflerine o kadar yaklaşacak. “Akıllı köpükler”, geleceğin neler sunabileceğini gösteriyor. Bu köpükler, ışık gibi harici uyarıcılara tepki göstererek özelliklerini değiştirebiliyor. Braunschweig, kabarcığın yüzeyinde yer alan hareketli molekülleri kabarcığın negatif basınç altında genişlemesini ve köpük yapısında “hasar görmüş” hücreleri geçici olarak kapatmasını sağlayan kendinden iyileşen köpüklerde bunun önemli bir role sahip olabileceğine inanıyor. Akıllı köpükler de yalıtım materyallerinin geri dönüşümünde faydalı olabilir: “Artık ihtiyaç kalmadığında, bir köpük kolaylıkla katlanabilir. Geriye kalan materyal asıl hacminin sadece binde birine inebilir ve böylece kimyasal bileşenlere erişmek çok daha kolay olabilir.” Diğer yandan gıda sektörü, köpüğün tamamen farklı özellikleriyle ilgileniyor. Erlangen’deki araştırmacılar, “Son kullanım tarihine kadar kaliteyi sabit tutmak için köpükleri kullanmak mantıklı” diyor. Köpüklerin içinde yer alan kabarcıklar daha büyük bir yüzey alanı sağlıyor ve böylece aromaları daha kısa sürede ortaya çıkarıyorlar. Ve köpükler, söz konusu kalori olduğunda genelde hafif olmalarından dolayı sağlıklı beslenmeyi sevenlere hitap ediyor.