Aktif karbon denen gözenekli maddeler, çok çeşitli amaclar için sanayide yaygın olarak kullanılıyor. Havayı süzmek, zehirli dumanları temizlemek, yemek ve içkilerimizi saflaştırmak (şeker, melas, vodka
vb.) bunlardan bazıları.
Bu çok işlevsellik nedeniyle
uluslararası bir araştrma grubu bu maddenin iç yapısını daha ayrıntılı inceleme gereğini duymuş.
Araştırma sonunda; aktif karbonun eş çaplı kanallardan oluşan, son derece fraktal bir gözenek ağına sahip olduğu ortaya çıkmış.
Araştırmacılar, bildiğimiz zeytin çekirdeklerini yakmışlar ve daha sonra kömürleşmiş çekirdeklerin üzerine 750 °C sıcaklıkta buhar tutmuşlar.
Ateşi söndürmesine
alıştığımız su, bu kez değişik bir işlev görüyor: İçerdiği oksijen, yüzeydeki karbona yapışarak
yanmanın sürmesini sağlıyor.
Araştırmacılar, yanma sonucunda çekirdeğin katmanların birbiri ardına dökülmesi ya da üzerinde düzensiz büyüklükte delikler açılmasi yerine, çekirdeğin gözeneklerinin çökerek
hepsi 2 nm (1 nano¬metre; metrenin milyarda biri)
çapında bir kanallar ağı oluştuğunu görmüşler.
Bu madde üzerine X-ışını uygulayıp saçılmayı incelediklerinde, neredeyse 3 değerinde fraktal boyuta sahip olduğunu görmüşler. Bunun anlamı; gözeneklerin yüzey alanının, içteki hacmin neredeyse tümünü kaplaması.
Bu
mikroskopik tünel şebekesinin alanını daha anlaşılabilir bir ölçeğe vurmak gerekirse;
1 gram içindeki tünellerin toplam yüzeyi, 1000 metrekare tutuyor. Yani bir futbol sahasının genişliğine eşit.
Araştırmacılar,
bu tür malzemelere metan ve öteki yakıtların, metanın çelik silindirlere depolanması için gereken 200 atmosferden çok daha düşük basınçlarda depolanabileceğini düşünüyorlar.
Ayrıca fraktal gözenekli karbonlar,
gazların ayrıştırılması için de ideal. Çünkü bazı molekül türleri, dar kanallar içinde ötekilere kıyasla daha kolay hareket edebiliyor.
Üstelik iletken bir iyonik sıvıyla doldurulmuş aktif karbon ağlarından oluşan ara katmanlarla desteklenmiş kapasitörler yaparak
elektrik depolanmasının da mümkün olabileceği araştırmacılarca kaydediliyor.
(Amerikan Fizik Derneği Bülteni, 18 Mart 2002).
Kaynak: TÜBİTAK, Bilim ve Teknik Dergisi, Nisan 2002