Geçen haftaki yazıya muhtemelen okunmadığı için tepkiler de geldi, bu yazı yeni konu gibi görünse de aslında geçen haftanın devamıdır. Standart hammaddeden amaca uygun çıktı oluşturma faaliyetinin bütününe materyal bilimi adı verilir. Materyal bilimi ile uğraşanların küçük bir gurubu oluşturdukları düşünülse de aslında herkes her zaman materyal bilimiyle uğraşır. Mesela patates pişirmek söz konusu olduğunda da işin içine materyal kavramı girer. Siz bunu kıymalı patates yemeğine dönüştürecekseniz ocakta fazla tutamazsınız, patatesler erir. Eğer kızartma yapmak istiyorsanız “çıtır” olması ön işlem gerektirir, şefler bunu kesilmiş patatesin buzlu suda bekletilmesi ile çözer, bir diğer yaklaşım da iki aşamalı kızartmadır. Evde doğranıp kızartılanlar bu nedenle “anne kızartması” olur, yani soğuduklarında da keyifle yenir, ama yumuşaktırlar. Ama mesele kumpir yapmak olduğunda durum yine değişir, kumpire lezzetini veren nişastanın karamel halini almasıdır, her patatesle aynı sonuç elde edilemez.
Polimer üretiminin mantığı
Bu anlattığımız basit örnek bile materyal biliminin herkesin yaşamında yer tutuğunu gösterir. Ama materyali bilim haline getiren algı, materyal biliminin yeni hammaddeler keşfetmesinden kaynaklanır. Mesela bir polimer üreteceksiniz, adı üzerinde bu birbirine benzer küçük birimlerin eklenmelerinden meydana gelen daha büyük ya da geniş bir malzeme oluşturacaktır. Günlük yaşamda kullandığımız poşetler, PET olarak adlandırılan ambalaj malzemeleri daha küçük moleküllerin birbirine eklenmiş farklı biçimleridir. Bu uğraşıda amaç hem standart bir malzeme elde etmek, hem de bunu gereksinime göre biçimlendirebilmektir.
PET şişeyi oluşturan hammadde küçük boncuklar halinde uygulamaya sunulur, bunlar sıcaklık altında üflenerek biçimlendirilir. Şişirme işlemi kalıba göre farklı biçimlerde PET ambalaj sağlar, yani şişe ya da kutuya dönüştürebilirsiniz, önemli olan nihai durumun bekleneni karşılamasıdır. Bunun aynı işlevi gören cam karşılığına göre avantajı kendi ağırlığının olmaması, hafif darbelerden de etkilenmemesidir. Böylelikle belli bir hacmi rahatlıkla taşıyan ambalaj elde edilir, üstelik malzemenin bileşenini biraz değiştirilerek kola gibi basınç isteyen ürünlere de uygulanır. Polimeri ticari avantaj haline getiren unsur biçim verilebilirliği, buna özel makinesi, standart hammadde ve elbette tek kullanımlık olmasının sağladığı sürekliliktir.
Polimer materyalin ortak sorunu olarak ortam
Ama siz boşalmış PET şişeye sıcak su koymaya çalışırsanız şişe küçülerek eski formunu almaya çalışır. Dolayısıyla materyal bilimi amaçlanan ürünün gereksinimi karşılayıp karşılamadığına bakar, mesela naylon çorabın üzerine düşen sigara külüyle eriyerek bütünlüğünün kaybetmesi tüketicinin sorunudur, tarihte puro külünün düşmesiyle alev alan naylon elbiseden bahsedilir. Demir döküm malzemeler de aslında materyal biliminin alanına girer; cevher topraktan çıkarılır, saflaştırılır, farklı özelliklerde, esnek ya da paslanmaz, sert ya da biçimlendirilebilir alaşımlar elde edilir. Ama bunlar bile aşırı sıcaklık durumunda eriyerek bütünlüğünü kaybeder, patlayan uçak benzininin yarattığı sıcaklık demir konstrüksiyonu eritebilir. Dolayısıyla materyal bilimi değişik amaçlara yönelik çok farklı seçenekler sunar, tek genel kural istenen kullanım şatlarında değişiklik olmamasıdır.
Oysa başta insan olmak üzere, materyal olarak doğal malzeme kullanıldığında durum farklı olacaktır, buradan devam edeceğiz.
