İstanbul Üniversitesi-Cerrahpaşa Mühendislik Fakültesinden Prof. Dr. Sedat Ballıkaya ve ekibi, çok işlevli akıllı bir kaplama malzemesi geliştirdi. Normal bir boya gibi uygulanabilen bu özel kaplamanın, farklı yüzeylerde enerji üretimi ve ısı kontrolü sağlayabildiği belirlendi. Kağıt, metal, ahşap, cam ve beton gibi farklı yüzeylerde yapılan testlerde, yüzeyin bazı noktalarında sıcaklık farkı oluştuğunda kaplamanın içindeki iletken bileşenler sayesinde bu farkın elektrik akımına dönüştürülebildiği tespit edildi.
Bu teknoloji, fizikte “termoelektrik etki” olarak bilinen bir prensibe dayanıyor. Yani kaplanan yüzeyin bir kısmı daha sıcak, diğer kısmı daha serin olduğunda kaplamanın içindeki özel iletken malzemeler harekete geçiyor ve bu fark elektrik akımına dönüşüyor. Kaplamanın yapısında bulunan karbon temelli parçacıklar ve özel karışım malzemeler, bu enerji dönüşümünün daha kolay gerçekleşmesini sağlıyor. Böylece boya uygulanan yüzeyler, güneşten gelen ısı, ortam sıcaklığındaki değişimler ya da farklı ısı kaynakları sayesinde elektrik üretebilen akıllı yüzeylere dönüşebiliyor.
Kaplama aynı zamanda yüksek sıcaklıklara karşı dayanıklılık sağlayabiliyor. İçeriğinde yer alan silikat ve nano boyuttaki karbon bileşenler sayesinde kaplanan yüzeyler, aşırı ısıya maruz kaldığında daha zor yanıyor ve yapısını daha uzun süre koruyabiliyor. Bu sayede özellikle yangın riskine karşı önemli bir koruma sağlanıyor. Yüksek sıcaklığın yüzeye verdiği zararı azaltarak hasarın oluşmasını geciktirebiliyor ve yangın durumlarında koruyucu bir tabaka gibi davranabiliyor.
Geliştirilen malzeme uygun elektrolit sıvısı ve metal anot sistemi ile birlikte kullanıldığında kaplama, elektrokimyasal bir yapı oluşturarak elektrik enerjisini depolayabiliyor. Bu durumda kaplama, pil sistemlerindeki katot gibi davranıyor ve elektrik yüklerinin kimyasal olarak tutulmasına yardımcı oluyor. Bu özellik sayesinde boya sürülen yüzeyler, hem enerji üreten hem de üretilen enerjiyi saklayabilen akıllı yüzeye dönüşebiliyor.
Birçok sektörde kullanılabilir
Araştırmacılar, geliştirilen bu çok fonksiyonlu kaplama teknolojisinin gelecekte enerji verimli binalar, otomotiv sektörü, uzay ve savunma sistemleri, giyilebilir elektronik ürünler ve akıllı şehir uygulamaları gibi birçok alanda kullanılabileceğini belirtiyor.
Konuyla ilgili Prof. Dr. Sedat Ballıkaya “Bu akıllı kaplama teknolojisi otomotiv ve inşaat sektöründe geniş kullanım alanı bulabiliyor. Örneğin bir evin dış cephesi bu boya ile kaplandığında, bina hem ihtiyacı olan elektriğin bir kısmını üretebiliyor hem yangına karşı daha dayanıklı hale geliyor hem de yüzey daha serin kalıyor. Böylece tek bir kaplama ile enerji üretimi, yangın koruması ve soğutma gibi üç önemli özellik aynı anda sağlanabiliyor.” diyerek geliştirilen akıllı kaplamanın farklı sektörlerde kullanılabilmesi için çalışmaların sürdüğünü ifade etti.
Çalışmanın ilerleyen süreçte daha geniş ölçekli testlerle geliştirilmesi ve sanayi uygulamalarına kazandırılması hedefleniyor.
Kaynak: 2N News