Yeni Bilim Adamı Varsayılan Resmi

Paul D Stewart/Doğa Resim Kitaplığı/Bilim Fotoğraf Kitaplığı

Kitap

Yapışkan: Yüzeylerin gizli bilimi

laurie göz kırpmaz

Bloomsbury

Boyanın kurumasını İZLEMEK normalde çok heyecan verici bir olay değildir. Ama görünüşe göre yüzeyde – ve aslında tüm yüzeylerde – göründüğünden daha fazla şey oluyor. Orada neler olduğunu anlamak, teknolojileri nasıl tasarladığımızı ve ürettiğimizi geliştirmemize ve önemli bilimsel soruları çözmemize yardımcı olabilir.

En azından, Laurie Winkless yeni kitabı Yapışkan: Yüzeylerin gizli bilimi’nde böyle söylüyor. Malzemeler temas ettiğinde ortaya çıkan güçlere ve bu etkileşimleri hem doğal hem de yapay ortamlarda incelemekten ortaya çıkan deney ve yeniliklere açıklayıcı bir bakış.

Kitap, iki şey bir araya geldiğinde aklımıza gelebilecek terimleri çürüterek başlıyor: yapışkanlık veya kayganlık. Winkless, bir şeyin ne kadar yapışkan veya kaygan olduğunu ölçmenin hiçbir tanımı veya yolu olmadığını yazıyor.

Yapışkanlık söz konusu olduğunda, önemli olan hava, su veya başka bir ortam olsun, bir yüzeyin diğeriyle buluştuğu noktada meydana gelen etkileşimlerdir. Örneğin, iyi bir kutu boya yapmak, pigmentlerin ve bağlayıcıların nasıl karıştığı ve boyanın havada kurumasına kadar kimyasal reaksiyonlarla ilgilidir.

Kurutma ile, su buharlaştıktan sonra pigmentin yüzeyde kalmasını sağlamak zor bir iştir. Hidrofilik pigmentler ve hidrofobik moleküller arasındaki etkileşimler de dahil olmak üzere temel parçacık biliminden yararlanan dikkatli hususlar, boyanın kuruduğu anda yapışmasını sağlamanın anahtarıdır.

Çoğu yüzey etkileşiminin merkezinde, yüzeyler birbirine karşı kaydığında harekete direnen, nesneleri yerinde tutan veya yavaşlatan kuvvet olan sürtünme vardır. Winkless’ın keşfettiği sürtünme gücüne bir örnek, araştırmacıları onlarca yıldır şaşırtan ve büyüleyen bir hayvan olan geko’dur. Ayaklarının olağanüstü yapışma ve yapışmama kabiliyeti ile bilinen geko, ters veya kaygan olanlar da dahil olmak üzere çoğu yüzeyde kolaylıkla kavrayabilir ve hareket edebilir.

Araştırmalar, bunun kertenkelenin ayak parmaklarını kaplayan minik tüyler sayesinde olduğunu ortaya çıkardı. Yapışkanlık, ayak ve yüzey arasında oluşan küçük elektrostatik kuvvetler tarafından “açılır”, daha sonra sadece ayağın farklı açılarla döndürülmesiyle “kapatılır”.

Winkless, kertenkelenin ultra yapışkan ayakları – “dünyanın en akıllı açma-kapama yapıştırıcısı” diyor – o kadar etkileyici ki, insanların cam duvarlara tırmanmasına izin veren yüzeyleri ve yapışkan el pedlerini ölçekleyebilen robotlara ilham kaynağı oldular. Winkless, “Akıllı tasarım ve kimya yoluyla nesneler yaratabilir, inşa edebilir, birleştirebilir, geliştirebilir ve güzelleştirebiliriz” diye yazıyor. “Bence, yüzey biliminin dünyamızı şekillendirdiğine hiç şüphe yok.”

Öyle olsa bile, yüzeyler arasındaki temas tamamen göründüğü gibi olmayabilir – çünkü kuru yüzeyler bile muhtemelen aralarında bir su tabakasına sahiptir ve çoğu pürüzlü ve pürüzlüdür. Winkless, bunun gerçekten neler olduğunu öğrenmek istiyorsak yakınlaştırmamız gerektiği anlamına geldiğini söylüyor. Bunu yapmak için, nesnelerin atomik düzeyde nasıl temas kurduğuna bakıyor, kaynak ve yağlayıcılarda kullanılan nano ölçekli teknolojileri ve sürtünmeyi ölçmek için mikroskobik araçları keşfediyor.

Sürtünme belki de en büyük bilmecedir. Atomik ölçekteki sürtünme ile motorlar gibi daha büyük, daha klasik sistemler arasındaki boşluğu nasıl kapatacağımızı hala çözemedik. Bunu çözebilseydik, “dönüştürücü” olurdu, diye yazıyor Winkless ve nanorobotlar yapmaktan hassas aletler tasarlamaya kadar her konuda yardımcı olabilir.

“Yüzeylerin şaşırtıcı karmaşıklığına rağmen, bir şekilde onları yönlendirmeyi ve kontrol etmeyi öğrendik”

Ancak mevcut bilgimizin bizi engelleyemeyeceği konusunda iyimser. “Yüzey biliminin şaşırtıcı karmaşıklığına rağmen, bir şekilde gezinmeyi ve çoğu durumda onu kontrol etmeyi öğrendik… sadece bilmediğimiz şeylere odaklanmak, bildiklerimize zarar vermek olur” diye yazıyor. .

O cephede, Yapışkan kesinlikle yüzeylere kapsamlı bir giriş veya Winkless’ın dediği gibi “göz önünde gizlenen dünya” olarak işe yarıyor. Bu arayüzlere odaklanmaktan öğreneceğimiz çok şey olduğuna dair sağlam bir kanıt oluşturmak için çok sayıda çalışmadan yararlanıyor – belki de sizi boyanın kurumasını izlemenin sıkıcı olmadığına ikna etmeye yetecek kadar.

Bu konular hakkında daha fazlası:



#Sabit #inceleme #Yüzeyler #hakkında #bilmek #isteyebileceğiniz #şey