Fizikçiler, Dünya'da titanyum yıldız tozu yapmak için bir tarif buldular

0

Temel bileşenler karbon atomları, titanyum ve iyi bir grafit kaplamadır. Sarmal gökada Messier 98, bu Hubble Uzay Teleskobu görüntüsünde kozmik tozunu sergiliyor.

Uzun zaman önce - insanlardan önce, Dünya'dan önce, hatta güneşten önce - yıldız tozu vardı.

Zamanla, güneş sisteminin genç dünyaları, bu cisimler bugün bildiğimiz güneşe, gezegenlere ve aylara doğru balonlaştıkça bu tozun çoğunu yiyecekti. Ancak tozun bir kısmı bozulmamış, orijinal haliyle, eski meteor taşları gibi yerlere kilitlenmiş olarak hayatta kaldı.

Bilim adamları, güneşten önce oluştuğu için buna güneş öncesi toz diyorlar. Bazı güneş öncesi toz taneleri, elmas veya grafit gibi çok küçük karbon parçaları içerir; diğerleri, silikon veya titanyum gibi bir dizi başka element içerir. Bir form, Dünya'daki takım tezgahlarında kullanılan, titanyum karbür adı verilen ilginç ve özellikle dayanıklı bir malzeme içerir.

Şimdi, fizikçiler ve mühendisler, bu belirli toz taneciklerinin nasıl oluştuğuna dair bir fikirleri olduğunu düşünüyorlar. Science Advances dergisinde bugün yayınlanan bir çalışmada , araştırmacılar bu bilgiyi Dünya'da daha iyi malzemeler oluşturmak için kullanabileceklerine inanıyorlar.

Bu toz taneleri son derece nadirdir ve son derece küçüktür, genellikle bir insan saçı genişliğinden daha küçüktür. Washington DC'deki Carnegie Bilim Enstitüsü'nden astrofizikçi Jens Barosch , "Güneş sistemi oluştuğunda mevcuttu, bu süreçten sağ çıktı ve şimdi ilkel güneş sistemi malzemelerinde bulunabilirler" diyor . araştırmanın yazarı.

Çalışma yazarları, bir grafit kabuğuna sarılmış, neredeyse elmas kadar sert, dayanıklı, seramik benzeri bir malzemede birleştirilmiş titanyum karbür (titanyum ve karbon) çekirdeği ile benzersiz bir toz tanesine baktılar. Bazen, bu karbon kaplı çekirdeklerden onlarca hatta yüzlerce daha büyük taneler halinde bir araya toplanır.

Peki titanyum karbür toz zerreleri ilk etapta nasıl oluştu? Şimdiye kadar, bilim adamları kesin olarak bilmiyorlar. Bunu Dünya'da test etmek zordur, çünkü sözde toz oluşturucular yerçekimi ile uğraşmak zorundadır - bu taneciklerin uğraşmak zorunda olmadığı bir şey. Ancak bilim adamları artık yerçekiminin nesne olmadığı bir yere gidebilirler.

24 Haziran 2019'da, Kuzey Kutup dairesinin kuzeyindeki soğuk bir İsveç kasabası olan Kiruna'dan bir sondaj roketi fırlatıldı. Bu roket yörüngeye ulaşmadı. Önceki ve sonraki birçok roket gibi, gökyüzünde bir yay çizerek yaklaşık 150 millik bir yükseklikte zirveye ulaştı ve sonra geri indi.

Yine de bu kısa uçuş, roket bileşenlerinin astronotların yörüngede deneyimledikleri mikro yerçekiminin tadından daha fazlasını kazanması için yeterliydi. Bu bileşenlerden biri, bilim adamlarının içinde toz taneciklerini kuluçkaya yatırabilecekleri ve süreci kaydedebilecekleri bir mekanizmaydı.

Japonya'daki Hokkaido Üniversitesi'nden fizikçi ve makalenin yazarlarından biri olan Yuki Kimura , "Mikro yerçekimi deneyleri, toz oluşumunu anlamak için çok önemlidir" diyor .

- Burada birkaç yüz nanometre ölçeğinde büyütülmüş olarak görülen titanyum karbür taneleri. yuki kimura

Fırlatmadan sadece üç saat sonra, altı buçuk dakikalık mikro yerçekimi de dahil olmak üzere, roket fırlatma sahasından yaklaşık 46 mil uzağa indi. Kimura ve meslektaşları, geri kazanılan toz taneciklerini analiz için Japonya'ya geri gönderdiler. Grup, bu çekimden ve bir Earthbound laboratuvarındaki takip testlerinden, bir titanyum karbür toz tanesi için bir tarif oluşturdu.

Bu tarif şuna benzer bir şeye benzeyebilir: ilk olarak, grafit formundaki bir karbon atomu çekirdeği ile başlayın; ikincisi, iki tür atom karışmaya ve titanyum karbür oluşturmaya başlayana kadar karbon çekirdeğe titanyum serpin; üçüncüsü, bu çekirdeklerin birçoğunu birbirine kaynaştırın ve iyi boyutta bir tane elde edene kadar grafitle kaplayın.

Bu kadar eski şeylerin nasıl oluştuğuna bir göz atmak ilginç, ancak umursayan sadece gökbilimciler değil. Kimura ve meslektaşları aynı zamanda süreci anlamanın mühendislerin ve inşaatçıların Dünya'da daha iyi malzemeler üretmelerine yardımcı olabileceğine inanıyor çünkü zaten toz taneciklerinden tamamen farklı olmayan parçacıklar oluşturuyoruz.

Bunlara nanopartiküller deniyor ve onlarca yıldır varlar. Bilim adamları onları güçlendirmek için plastik gibi polimerlerin içine yerleştirebilirler. Yol yapımcıları bunları ayaklarının altındaki asfaltı güçlendirmek için kullanabilir. Doktorlar, ilaçları dağıtmak veya görülmesi zor vücut kısımlarını görüntülemeye yardımcı olmak için bunları insan vücuduna bile yerleştirebilirler.

Tipik olarak, mühendisler sıvı bir çözelti içinde büyüterek nanopartiküller üretirler. Kimura, "Bu yöntemin sıvı atık gibi büyük çevresel etkisi bir sorun haline geldi" diyor. O halde Stardust, bu israfı azaltmaya yardımcı olabilir.

Makinistler zaten bir kaplama titanyum karbür nanoparçacıklarla güçlendirilmiş aletler kullanıyor. Tıpkı elmas gibi, titanyum karbür de genellikle uzay aracı gibi şeyleri dövmek için kullanılan aletlerin daha sert kesilmesine yardımcı olur. Bir gün, yıldız tozundan ilham alan makine kaplamaları, insanların uzaya gönderdiği gemilerin inşasına yardımcı olabilir.

Yorum Gönder

0Yorumlar

UYARI: > Küfür, hakaret, rencide edici cümleler veya imalar, içeren, imla kuralları ile yazılmamış, Türkçe karakter kullanılmayan ve büyük harflerle yazılmış yorumlar onaylanmamaktadır.<

Yorum Gönder (0)