TASARIMLANMIŞ NANO-SİLİKA PARÇACIKLI, HAFİF STF
Hazırlayan: ASLIHAN ÖRÜMa,b, Yusuf Z. MENCELOĞLUa,b, Mehmet YILDIZa,b
aSabancı Üniversitesi, Mühendislik ve Doğa Bilimleri Fakültesi, Malzeme Bilimleri ve
Mühendisliği Bölümü, 34956 Tuzla-istanbul/TÜRKİYE
bAC2PL (İleri Teknoloji Kompozitler ve Üretim Laboratuarı), Sabancı Üniversitesi,
34956 Tuzla-İstanbul/TÜRKİYE
Proje Özeti:
Kayma kalınlaşması davranışı gösteren sıvı (STF); viskozitesi artan kayma oranı ya da
uygulanan gerilim ile artabilen, özgün bir tür kolloidal dispersiyondur [1]. Yüksek
hızlardaki kayma oranları ya da gerilimlerinde STF’in viskozitesi çarpıcı bir şekilde
artmakta ve süspansiyon, katı-benzeri bir görünüm ve davranış sergilemekte iken
darbe gerilimi (impact stress) ortadan kalktığında, süspansiyon sıvı faza hemen geri
dönmektedir.
Kayma kalınlaşması, genellikle yüksek konsantrasyonlu kolloidal süspansiyonlarda
gözlemlenen, Newtonsal olmayan bir akış türüdür. Kayma kalınlaşması davranışı
gösteren sıvıların çok çeşitli endüstriyel ve ticari inovatif uygulamaları günümüzde
mevcuttur. Örnek olarak, kayma kalınlaşması davranışı gösteren sıvılar, sönümleme
cihazlarının tasarımında kullanılmaktadır. Ayrıca son yıllarda kurşun geçirmez
yeleklere emdirme tekniği ile uygulandığında, yüksek hızlarda mermiye maruz kalan
zırhın performasını ve esnekliğini iyileştirdiği görülmüştür [2,3].
Grubumuz, yeni nesil bu sıvıyı sadece kurşun geçirmez yelek uygulaması için değil,
otomotiv sanayiinde darbe sönümleyici cihazlar olan tampon, damper ile araç içi
minderlerdeki köpük uygulamaları için araştırmakta, iyileştirmekte ve geliştirmektedir.
Bu bağlamda, tasarımlanmış, modifiye edilmiş nano boyuttaki silika parçacıklar,
polimerik sürekli faza düşük kütle konsantrasyonlarında uygulanmaktadır ki
bu durum, ticari ve endüstriyel uygulamalarda, düşük ağırlıklı nihayi ürün elde
eldilmesini sağlamaktadır. Kolloidal süspansiyonun hazırlanma sürecinde, nano-silika
parçacıkların polimerik ortamda daha iyi dağılmasını sağlayabilmek ve sonrasında
STF’nin nihai üründe etkisini arttırabilmek için yüksek parçalayıcı karıştırıcı (high
shear mixer) kullanılmaktadır. Karıştırma işlemi otuz dakika sürmekte, sonrasında ise
özgün bir tür olan kolloidal dispersiyon ya da bir diğer deyişle “sihirli sıvı”, endüstriyel
uygulamalar için kullanıma hazır hale gelmektedir...