Çöl Develeri Yeni Bir Soğutma Teknolojisine İlham Kaynağı Oluyor

Bilim insanları, evrimden ilham alarak develerin çöl şartlarında kendilerini yüksek sıcaklığa bağlı olarak ortaya çıkan hararetten kendilerini korudukları aynı yöntemden faydalanarak yeni bir soğutma teknolojisi geliştirdiler.

Develerin (ve insanlar da dahil olmak üzere diğer hayvanların da) sıcağa karşı kendilerini soğutma şekilleri genellikle terleme yoluyladır. Bilindiği üzere iç vücut sıcaklığı yükseldiğinde derilerimizin altındaki ter bezleri ter üretmeye başlamaktadır. Ortaya çıkan bu tuzlu su deri üzerinde toplanır. Ayrıca bununla kuru hava arasındaki nem farkı, terin beraberinde ısıyı enerji biçiminde alarak su buharı şeklinde buharlaşmasına neden olur.

Bu işlem üzerinde çalışmalar ve araştırmalar yaparak bilim insanları, büyük miktarlarda suyu taşımak amacıyla tasarlanmış jel benzeri bir madde olan hidrojeli (sulu pelte) kullanarak ter bezlerinin işlevini taklit edebilen bir teknoloji geliştirdiler. Bu hidrojelin bir tabakası, kendi sıvısını salarak herhangi bir şeyi aşağı yukarı 40 saat süresince serin (soğuk) tutabilmekteydi. Ayrıca bu 40 saatin sonunda bu maddenin daha fazla “ter” ile yeniden desteklenmesi gerekiyordu.

Suyun Buharlaşacağı Aerojel Tabakası

*Çöl Develeri Yeni Bir Soğutma Teknolojisine İlham Kaynağı Oluyor. (Kredi: MIT/Pixabay. Photo edit: Luana Steffen)*

Bu gelişmeleri gerçekleştiren bilim insanları, hidrojelin herhangi bir şeyi serin tutma süresini artırabilmek amacıyla yeniden develeri incelemeye karar verdiler.

Bu çalışmanın üst düzey faillerinden biri olan Jeffrey Grossman konu hakkında; “Zoologlar, tüyleri kırpılmış bir devenin, terlemesi için harcaması gereken su miktarını, kırpılmamış, normal tüylere sahip başka bir deveye göre %50 oranında artırmak zorunda olduğunu bildirdiler.” demiştir.

Zoologların bu sözü, kürkü daha ince olan hayvanların vücutlarını serin tutabilmesi için daha fazla ter üretmek zorunda olduğu anlamına gelmektedir. Buna bağlı olarak bilim insanları, en üst kısmında yalıtkan bir tabakası bulunmayan bir hidrojelin, üzerinde kürk benzeri bir şeyi bulunandan daha hızlı bir şekilde su kaybedeceği kanısına vardılar. Ayrıca bu yalıtkan tabakayı elde etmek için ise Massachusetts Teknoloji Enstitüsü’nden bilim insanları suyun bu vasıtayla buharlaşacağı aerojel (havalı pelte/köpük) tabakasını geliştirdiler.

Grossman bu gelişme üzerine, “Develerdeki ikili kürk/salgı bezi sistemini taklit ederek develerde de olduğu pasif buharlaştırmalı soğutma süresinin uzatılmasına olanak tanıyan buharlaştırıcı-yalıtıcı bir ikili tabaka tasarladık.” demiştir.

Ekibin tasarladığı bu çift tabaka bir numuneyi, içinde bulunduğu ortamdan 7 derece daha düşük bir sıcaklıkta, daha fazla su ile yeniden doldurulmaya gerek duyulmadan önce 200 saat boyunca tutmayı başarmıştır; ki bu da normal bir tabakanın tutabileceğinden 5 kat fazla süre anlamına gelmektedir.

Hidrojel-aerojel teknolojisi

Hidrojel-aerojel teknolojisi, klima ve soğutucular temel alınarak oluşturulmuş soğutma sistemlerinin aksine, çalışmak için elektriğe ihtiyaç duymamaktadır; Bu da bu teknolojiyi Dünya üzerinde elektriğe erişimi olmayan insanların kullanımı için daha uygun kılmaktadır.

Hidrojel-aerojel teknolojisi üzerinde yapılan çalışmaların öncü faili Zhengmao Lu, bu alet hakkında, “Hidrojel-aerojelin dinamik bir teknoloji olmasını temenni ediyoruz,” demiş ve “Hidrojel içindeki sıvıyı (suyu) tamamen kaybettiğinde temiz olup olmamasına bakılmaksızın suyun içine batırılabilmekte ve yeniden, birden çok soğutma işlemi için sulu ve işlevsel bir hale getirilebilmektedir.” diyerek sözünü tamamlamıştır.

Ancak Grossman önemli bir noktaya dikkat çekerek; “Bu teknolojinin üretim maliyeti ölçeklenebilirliği önünde bir engel oluşturmaktadır.” demiştir. Fakat Pfizer/BioNTech şirketinin ürettiği Koronavirüs -70 derece sıcaklıkta tutulması gerekebileceği haberleriyle beraber düşük maliyetli ve kolay taşınabilir bir soğutma aletine olan talep giderek artmaktadır.

Lu, “Bu çalışmada öğrendiğimiz en önemli şey gözenekli, yani geçirgen bir yalıtım maddesi kullanmanın sağladığı fayda olmuştur. Ki ben bunun Koronavirüs aşısının ısı ayarının sağlanmasında kullanışlı olabileceğini de düşünmekteyim.” demiş ve sözlerini şöyle devam etmiştir; “Kuşkusuz, ısı buharlaşmasının hâlâ ana ısı giderme mekanizması olduğu mevcut aletlerimizin bu denli düşük sıcaklıklara ulaşması olası değildir.”

Kendi buluşlarından yola çıkarak Lu, kuru buzu geçirgen bir yalıtım maddesi ile birleştirip kullanmanın bu soğutma sorununa yönelik uygulanabilecek bir çözüm olabileceğini söylemektedir.

Bu konu hakkında Lu, “İnsanlar bu yöntemi zaten halihazırdaki kuru buz torbaları ile belirli bir noktaya kadar uyguluyorlar. Ancak elde edilen sıcaklıklardan çok daha düşük olanlarına ulaşabilmek için bile yalıtım maddesini olabilecek en iyi şekilde tasarlamamız gerekmektedir. Bu noktada, bunun gerçekleşmesinin birkaç yıllık bir çabaya tekabül edebileceğini söylemek yanlış olmaz.” demiştir.

NURETTİN TÜREMİŞ