Çok Yönlü Madde Aerosil

Etrafımıza baktığımızda yararlandığımız nimetleri saymakla bitiremeyiz. İnsanlık tarihinin başlangıcından günümüze kadar bu nimetlerin bizleri her tarafımızdan kuşattığım görmekteyiz. İşte bu sayısız nimetlerden birisi de, son yıllarda yaygın olarak insanlığın hizmetine sunulan SiO₂; menşeli Aerosildir.

Aerosil maddesi ilk olarak 1942 yılında Almanya'nın Frankfurt şehrinde Degussa kimyevi maddeler firması tarafından AEROSlL adı altında üretildi (1). Ham maddesi, camın, kumun, kuvarsın da özünü teşkil eden SiO₂'dir.

Aerosil yaklaşık 1000 C sıcaklıkta, O₂ ve H₂ gazlarının alevi içinde silisyum tetraklorür (SiO₄)'ün hidroliz edilmesi ile elde edilir. Elde edilen SiO₂ kar taneleri şeklindedir. Dıştan bakıldığında, ince ve yumuşak olan bir avuç kar görünümündedir (Şekil 1).

Aerosil’in muhteviyatı, 70 – 50*****çapa sanıp toz zerreleridir. Bu toz kümesi oldukça geniş bir özgül yüzey alanına sahiptir ve ticari ismi de özgül yüzey alanına göre olmaktadır (Aerosil-380 gibi). 1 gr Aerosil-380, (380 m2'lik) özgül yüzey alanına sahiptir. 10 gr Aerosil-380, 10 tane toz zerreciğinden meydana gelmektedir; ve bu kadarcık zerreciğin yüzey alanı ile bir futbol sahasına eşdeğer yüzey kaplanabilmektedir (Şekil 2). Kimyevî saflığı % 99.8'dir; içinde yabancı madde miktarı yok denecek kadar azdır. Şayet 1 gr. Aerosil -380' dek i tanecikler bir zincir şeklinde yan yana getirilse, ay ile dünya arasındaki mesafenin 20 katı olur (2).

Bugün Aerosil tozu 200"e yakın değişik alanda kullanılmaktadır. Bu toz ve türevleri başka maddelerle birleştirilerek daha çok araba sanayi, ilaç sanayi, kâğıt-mürekkep sanayii, ve uçak sanayiinde kullanılmaktadır (3). Yakın zamanlara kadar sadece kum ve camın ham maddesi olarak bilinen SiO; bugün değişik alanlarda kullanılmaktadır. Aşağıda en önemli kullanım alanlarından bazıları özetlenmiştir:

-Sıvı sistemlerin koyulaştırılması, onlarda yapı değişikliği meydana getirerek, vizkozitenin ayarlanması.

-Diş dolgusu ve karton gibi katı sistemlerde sertleşmenin sağlanması.

-Tozlara depolanabilme ve serbest akış kararlılığı verilmesi (Yangın söndürme aletlerinde, sofra tuzlarında, plastik tozlarında, toz boyalarda olduğu gibi).

-Lastik, plastik gibi esnek maddelerin mekanik özelliklerinin iyileştirilmesi.

-Katalizör (reaksiyon hızını arttırıcı maddelere kolay çözünme özelliğinin kazandırılması.

-Malzemelerin elektriki özelliklerinin kullanışlı hale getirilmesi (Kablo hatlarının yalıtkanlığının arttırılması gibi).

-1000 C’ye varan yüksek sıcaklıklarda ve çok düşük sıcaklıklarda ısı yalıtımı için kullanılması açısından Aerosil çok zayıf bir ısı iletkenidir. Hiçbir malzemenin ısı ile tkenliği Aerosil kadar düşük olmadığı için Californiya Üniversitesinden Prof. Dr. C.L. Tien tarafından ısı iletkenliği teorik olarak sıfır kabul edilmiştir (4). Boru hatlarında, güç santrallerinde, gemilerde, konutlarda izolasyon amacıyla kullanımı oldukça başarılı sonuçlar vermiştir (Şekil–3). Soğuk hava depolarında poliüretan (köpük)'ın ve yüksek sıcaklıklarda çalıştırılan fırınlarda amyantın yerini almıştır. Uçak sanayiinde ise değişik şekillerde denenmiştir. Meselâ, uçak dış yüzeyinin yapısı itibariyle çok farklı sıcaklıklara maruz kalmaktadır. Aerosil muhtevalı dış yüzey kaplamalardan iyi sonuçlar alınmıştır. Yeni bir saha olarak uzay çalışmalarındaki kullanım İse henüz denenmektedir.

-Floresans lambaların ve televizyon tüplerinin kaplanmasında kullanılan silikatların yüksek sıcaklıklarda üretimi sırasında Aerosil'in ham malzeme olarak kullanılması.

-Sıvı sistemlerin serbest akabilen tozlar şekline dönüştürülmesi. Yüksek özgül yüzey

alanına bağlı olarak, kayda değer miktarda sıvıyı ve nemi emerler (Şekil 4). Meyva özlerinde, kınada, ilaçlarda, vitamin türevlerinde ve neme hassas elektronik cihazların korunmasında bu amaçla kullanılmaktadır.

-Parlaklığı arttırıcı eleman olarak vernikte, cilada, matbaa mürekkebinde, araba boyalarında kullanılması.

Görüldüğü gibi menşei yalnızca kum olmasına ve insan için tek başına bir şey ifade etmemesine rağmen, Aerosil maddesi âdeta tabiatın içinden insana îlâhî bir ihsandır. Buna benzer binlerce misâlden de görülebileceği gibi, insanoğlu tabiatı anlama, onun gerçek lisanını çözme yoluna gittiğinde, tabiat onunla konuşmakta ve hayatını üst seviyelerde devam ettirmesine yardımcı olmaktadır. Bunun aksine onu yalnızca kendi günlük menfaatleri için kullanma, yaratılış gayesini bir yana bırakarak egoistçe hareket etme, onun için binbir türlü hikmetlerinden mahrum olma sonucunu getireceği gibi, kendisini yok edecek mekanizmaların da oluşmasına zemin hazırlayacaktır. Çevre kirliliğinin ortaya koyduğu birçok canlı türünün yok olması ve iklimlerin insan ve diğer canlıların aleyhine gün be gün değişmesi hep bu egoizmin, mesuliyetsizliğin ve tabiatı hakiki manasıyla anlayamamış olmanın ciddî birer ikazı değil midir?

KAYNAKLAR:

1. Bode, R., Ferch, H., Fratzscher, H., Basic Charâcteristics and Applications of Aerosils, Technical Bulletin Pigments, No: 11, Degussa(1982).

2. Bode, R., Ferch, H., Fratzscher, H., Fumed Silica, Aerosil, Manufacture, Degussa A.G., Frankfurt, (1988).

3. Wackcr HDK, Fumed Silica. Wacker-Chemie GmbH. Münehen Booklet, 20-22, (1986).

4. Int. Heat-Mass Transfer, Vol.31 No: 8 pp; 1627-1634, (1988).