KİMYAGER

2021-10-05T23:19:00.000+03:00

LUMİNOL

Lüminesans olayına bakıldığında uyarılmış atom veya molekül kararsız haldedir
ve temel haline dönmek ister. Temel haline dönmek için de fazla olan enerjisini
atmak ister. Bu fazla enerjinin bir kısmını ya da tamamını ışık saçarak atabilir.
İşte lüminesans ışık saçılması olayının genel adıdır. Lüminesansın oluşum
kaynaklarına göre çeşitleri vardır.
Lüminesans türleri nelerdir?
Elektroluminesans: Uyarılma enerjisi elektrot tepkimesinden sağlanır.
Biyolüminesans: Biyolojik olaylarda gözlenen lüminesans olayıdır.
Fotolüminesans: Uyarılma atom veya molekülün fotonları absorblaması sonucu
gerçekleşen ışık emisyonuna denir. Tribolüminesans: Kristalin kırılması veya
sürtülmesi sonucu ışık yayılması.
Katotlüminesans: Katot ışınlarına maruz kalma sonucu oluşan enerji.
Termolüminesans: Maddenin ısıtılması ile oluşan ışımanın ölçülmesi
yöntemidir.
Kemolüminesans: Uyarılma enerjisinin kimyasal tepkimeden sağlanması
olayıdır. Kemolüminesansa örnek olarak luminol örnek verilebilir.

Luminol günlük yaşamımızda pek karşılaşmadığımız bir kelime. Ancak polisiye
dizi ve film izleyenlerin sık sık karşılaştığı bir sahnenin başkahramanı.

Hangi sahne olduğuna gelirsek eğer bir cinayet şüphesi varsa olay yeri inceleme
ekiplerinden uzmanlar tarafından etrafın karartılıp belirli yerlere bir kimyasal
sıkarlar ve hemen ardından bu alanlarda mavi bir ışıldama belirir. Bu belirti
orada kanın bulunduğuna dair bir işarettir. Yani cinayet şüphesinin olduğu bir
olayın aydınlatılmasının ilk adımıdır.
Luminol için aklımızda bir resim oluştu ise bu molekülün biraz daha geçmişine
bakarak kendisini aydınlatmasına ne dersiniz?
Luminol ilk olarak Almanya’da sentezlenmiştir. Teknik adı
3-aminofitalhidrazit molekül formülü C:8 H :7 N:3 O:2 dir. Katı halde ve toz şeklinde
bulunur. Rengi sarıdır. Adli olaylarda kullanımı 1937 yılında gündeme gelmiştir
ancak 1942 yılında bilim insanlarının önerisi ile adli olaylarda kanın tespiti için
kullanılması önerilmiştir.

Uyarılmış halden temel hale geçerken belli bir miktar enerji vermesi
gerekmektedir. Kimyasal olaylarda bu enerji verme olayı ışık yayma şeklinde
gerçekleşir. İşte luminolün mavi ışık yayması kemolüminesans olmasından
kaynaklıdır.

Luminol kullanım amacı ile çok yararlı bir maddedir. Ancak bize kesin sonuçlar
verir mi? Kaynaklara göz atıldığında luminolün kullanım sıralamasında ilk
sırada olmadığı gözlemlenmektedir. Bunun sebebi olarak luminol
kullanıldığında bazı kanıtların yok olduğu ve luminolün başka maddelerle de tepkime vererek ışık saçtığı bilinmektedir. Yani ışık saçtığı yerde kesinlikle kan
vardır diyemeyiz.
Tükürük, pas, gibi maddeler; kayısı, soğan, şalgam, elma gibi sebze ve
meyvelerdeki enzimler; bakır, potasyum permanganat, iyot gibi inorganik
maddeler de luminol püskürtülen bölgede mevcut ise ışıldama
gözlenebilmektedir. Işıldama gözlenen bölgeden alınan örneğin ayrıntılı
incelenmesi ile araştırmalarda yolumuza daha net bir ışık tutmak mümkündür.
Luminolün birkaç eksi tarafı olsa da gizlenmeye çalışılmış delilleri gün yüzüne
çıkardığı gerçeğini değiştiremez. İşte bu yüzden kriminal olaylarda önemli bir
kimyasal olarak yerini almaktadır.

Atık Kağıtlardan Biyodizel Üretmek

2021-08-01T03:14:00.001+03:00

Bitkisel yağı veya atık pişirme yağını kimyasal olarak işleyerek biyodizel üretmenin mevcut yöntemi, hammaddelerin güvenilir olmayan kaynakları nedeniyle sınırlıdır.

Bu nedenle, gıda ürünlerinden elde edilen ham maddeleri tüketmek yerine, odunsu selülozik biyokütleyi dönüştürerek biyoyakıt geliştirmek için aktif bir çaba vardır. Lignoselülozik biyokütle, mikrobiyal metabolizma yoluyla çevre dostu motor yakıtına dönüştürülebilen ekonomik ve sürdürülebilir bir hammaddedir.

Kore Bilim ve Teknoloji Enstitüsü (KIST) Temiz Enerji Araştırma Merkezi'ndeki Dr. Sun-Mi Lee ve ekibi, atılmış tarımsal yan ürünler, atık kağıtlar ve kartonlar gibi lignoselülozik biyokütleden biyodizel öncüleri üretebilen yeni bir mikroorganizma geliştirdiklerini açıkladılar.

Geliştirilen mikroorganizma, ürün verimini iki katına çıkarmaktadır.

Bu yeni mikroorganizma, beslendiği lignoselülozik biyokütlenin içerdiği şekerleri metabolize etme işlemi sırasında biyodizel öncüleri üretebilir. Linyoselülozik biyokütlenin içerdiği şeker genellikle % 65-70 glikoz ve% 30-35 ksilozdan oluşur. Doğada bulunan mikroorganizmalar, glukozu metabolize ederek dizel öncüleri üretmede etkili olurken, ksiloz ile beslenmezler, dolayısıyla hammaddelerin verimini sınırlarlar.

Bu sorunu çözmek için KIST araştırma ekibi, glikozun yanı sıra ksilozu etkili bir şekilde metabolize ederek dizel öncüleri üretebilen yeni bir mikroorganizma geliştirdi. Özellikle, mikroorganizmanın metabolik yolu, dizel prekürsörleri üretmek için gerekli olan koenzimlerin tedarikiyle etkileşimi önlemek için genetik makas kullanılarak yeniden tasarlandı. Ksilozu metabolize etme yeteneği, bir laboratuvarda evrim sürecini etkin bir şekilde kontrol ederek, örneğin yalnızca mükemmel performans gösteren mikroorganizmaları seçip yetiştirerek geliştirildi.

Bu, lignoselülozik biyokütleden ksiloz dahil tüm şeker bileşenlerini kullanarak dizel öncüleri üretme olasılığını doğruladı ve ürün verimi, çözülmemiş koenzim sorunları olan metabolik yolların kullanıldığı önceki çalışmalarda elde edilene kıyasla neredeyse iki katına çıktı.

Dr. Sun-Mi "Biyodizel, mevcut dizel yakıtlı araçların çalışmasını kısıtlamadan sera gazı ve ince toz emisyonlarını azaltabilen etkili bir alternatif yakıttır ve biyodizel üretiminin ekonomik verimliliğini artırabilecek bir çekirdek teknoloji geliştirdik" dedi.

Kaynak: https://www.chemlife.com.tr/atik-kagitlardan-biyodizel-uretmek

Yeni geliştirilen malzeme, lityum iyon pillerin kapasitesini üç katına çıkarabilir

2021-08-01T03:08:00.000+03:00

Uluslararası bir araştırma ekibinin parçası olan Ulusal Bilim ve Teknoloji Üniversitesi "MISIS" (NUST MISIS) bilim insanları, lityum iyon pillerin kapasitesini artırmayı ve hizmet ömrünü uzatmayı başardılar. Araştırmacılar, bugün lityum iyon pillerde kullanılan düşük verimli grafitin yerini alabilecek yeni bir nanomateryal sentezlediler.

Lityum iyon piller, akıllı telefonlardan elektrikli araçlara kadar ev aletlerinde yaygın olarak kullanılmaktadır. Bu tür bir bataryadaki şarj-deşarj döngüsü, lityum iyonlarının iki elektrot arasındaki hareketi ile sağlanır.(Negatif yüklü bir anottan pozitif yüklü bir katoda)

Lityum iyon pillerin uygulama kapsamı sürekli genişliyor, ancak aynı zamanda bilim adamlarına göre kapasiteleri hala ana anot malzemesi olan grafitin özellikleriyle sınırlı. NUST MISIS'ten bilim insanları, anotlar için kapasitede önemli bir artış sağlayabilen ve pil hizmet ömrünü uzatabilen yeni bir malzeme elde etmeyi başardılar.

NUST MISIS, Fonksiyonel Nanosistemler ve Yüksek Sıcaklık Malzemeleri Departmanında asistan olan Evgeny Kolesnikov, “Anot malzemesi olarak kullanılan, Cu0.4Zn0.6Fe2O4 bileşimine sahip gözenekli nano yapılı mikroküreler, piyasada bulunan pillerden üç kat daha yüksek kapasite sağlar. Ayrıca, grafitin diğer umut verici alternatiflerine göre şarj-deşarj döngülerinin sayısını 5 kat artırmaya olanak tanır. Bu iyileştirme, özel bir nanoyapı ve kullanılan elementlerin bileşiminin bir kombinasyonu ile sinerjik bir etki nedeniyle elde edilir” diyor.

Nihai malzemenin sentezi, sprey-piroliz yönteminin kullanılması nedeniyle ara aşamalar olmadan tek aşamalı işlemle gerçekleşir. Bilim adamlarının açıkladığı gibi, özel metal iyonları içeren sulu çözelti, ultrason yardımı ile sis haline getirilir ve daha sonra su, orijinal metal tuzlarından ayrışması için 1200 ° C'ye kadar olan sıcaklıklarda buharlaştırılır.

Sonuç olarak ise, bir lityum iyon sisteminde çalışması gereken gözenekliliğe sahip mikron veya mikron altı küreler çıkarılmaktadır.

Kaynak: https://phys.org/
https://www.chemlife.com.tr/yeni-gelistirilen-malzeme-lityum-iyon-pillerin-kapasitesini-uc-katina-cikarabilir

KİMYASAL MADDE VE GAZ ÖLÇÜMLERİ

2019-07-14T18:36:00.003+03:00

Kimyasal Madde Ölçümü

Kimyasal maddeler işyerlerimizde, evlerimizde, sanayide kısaca hayatımızın birçok yerinde karşımıza çıkmaktadır. Kimyasal maddeler kullanımına göre bazen hayatımızı kolaylaştırır bazen de insan sağlığı üzerinde zararlı etkiler yaratır. Kimyasal maddelerin en çok kullanıldığı yer endüstridir. Endüstride kimyasal madde ile çalışan kişiler kimyasal maddeye maruz kalırlar. Kimyasal maddelerle çalışmalar sonucunda çalışanlar üzerinde kimyasal maddeye maruz kalma sonucunda meslek hastalıkları ya da sağlık açısından başka etkiler yaratmaktadır. Kimyasal madde ile çalışanların ne kadar kimyasal maddeye maruz kaldığını belirlemek ve bu kimyasal maddelerin çalışan üzerine etkilerini azaltmak için işyerlerinde kimyasal madde maruziyeti ölçümleri yapılır.

Kimyasal Madde, Tehlikeli Kimyasal Madde Nedir ?

Kimyasal madde: Doğal halde bulunan, üretilen, herhangi bir işlem sırasında kullanılan veya atıklar da dâhil olmak üzere ortaya çıkan, bizzat üretilmiş olup olmadığına ve piyasaya arz olunup olunmadığına bakılmaksızın her türlü element, bileşik veya karışımlara kimyasal madde denir.

Tehlikeli kimyasal madde: Patlayıcı, oksitleyici, çok kolay alevlenir, kolay alevlenir, alevlenir, toksik, çok toksik, zararlı, aşındırıcı, tahriş edici, alerjik, kanserojen, mutajen, üreme için toksik ve çevre için tehlikeli özelliklerden bir veya birkaçına sahip maddeleri ve müstahzarları veya yukarıda sözü edilen sınıflamalara girmemekle beraber kimyasal, fiziko-kimyasal veya toksikolojik özellikleri ve kullanılma veya işyerinde bulundurulma şekli nedeni ile çalışanların sağlık ve güvenliği yönünden risk oluşturabilecek maddeleri veya mesleki maruziyet sınır değeri belirlenmiş maddelere tehlikeli kimyasal madde denir.

Kimyasal Maddelerin Kullanıldığı İşlemler

Kimyasal maddelerin üretilmesi, işlenmesi, kullanılması, depolanması, taşınması, atık ve artıkların arıtılması veya uzaklaştırılması işlemleri sırasında kimyasal maddeler kullanılır.

İşyeri Ortamında Kimyasal Madde

Günümüz insanı kimyasal maddelere, endüstrinin hemen her dalında, atölye, laboratuvar, sokak hatta evlerde çeşitli organik ve anorganik bileşiklerle (gıda katkı maddeleri, plastikler, boyalar, solventler, pestisitler, ilaçlar ile endüstri ve kentleşmeden kaynaklanan gaz, buhar, toz vb.) çeşitli biçimlerde temasta bulunmaktadır. Kişinin içinde bulunduğu ortama karışmakta olan kimyasal maddeler, yapısal niteliklerine bağlı olarak deri, sindirim ve özellikle solunum yollarından biri ya da birkaçından organizmaya girebilmekte ve bu kimyasal maddeler sistemde olumsuz etkilerini yapmaya başlamaktadır. Endüstrilerde kimyasal maddelerle, deri ve sindirim yolları ile etkilenme sonucu ortaya çıkabilen sistemik etkilenme (zehirlenme) gibi olaylara oldukça seyrek rastlanmaktadır. İnsan solunum sisteminin en büyük bölümü olan akciğerler, yaklaşık 50-80 m2 lik aktif bir iç yüzeye sahiptir ve solukla alınan ortam havası, geçirgenliği çok yüksek olan bu yüzeyle tam bir temas oluşturmaktadır. Oysa insan derisi, yabancı madde geçirgenliği çok düşük olan bir yüzeye sahip olduğundan bazı organik solventler ve katı maddeler (örn. benzen, kurşun tetra etil, pestisitler, civa vb.) dışında zararlı, zehir etkisi olabilen kimyasal maddeleri (derinin yaralı olmaması koşulu ile) organizmaya geçirmez. Bununla birlikte, asitler ve alkaliler gibi bazı yakıcı, tahriş edici kimyasal maddelerle temas ya da fiziksel zorlanma sonucunda oluşan deri hastalıkları, endüstride görülen tüm meslek hastalıklarının yarısından fazlasını oluşturmaktadır. Kimyasal maddelerle sindirim yolu ile etkilenmeler ise yiyecek ve içeceklerin, çalışma ortamındaki ve/veya kişinin ellerine, giysilerine bulaşmış kimyasal maddeler çeşitli yollarla kirlenmesi sonucunda ortaya çıkmaktadır. Endüstriyel kimyasal madde zehirlenmeleri, hemen daima, belirtileri uzunca süreler sonra sezilmeye başlayan kronik hastalık, sağlık bozukluğu olaylardır, bunların yanı sıra çok az sayılarda ani ve şiddetli olarak ortaya çıkan akut zehirlenmeler de görülebilir ve bunlar kaza olarak nitelendirilir. Tüm bu nedenlerle hangi tür ve kapasitede olursa olsun işyerlerinde ortamda kimyasal madde kontrolü yapılmaz, gerekli koruyucu önlemler alınmaz, çalışanların sağlık durumları izlenmez, çalışan, çalıştıran ve denetleyenler yeterince eğitilmezlerse kimyasal maddelerle etkilenmeler çoğu kez başlangıçta fark edilemez. Doğal olarak, hastalık belirtileri ortaya çıktıktan sonra kimyasal maddelere karşı alınacak önlemler ve tedavinin başarı şansı ne yazık ki azalacaktır.

İşyeri ortamında, yapılan işe, kullanılan maddelere ve uygulanan işlemlere bağlı olarak oluşan ortam havasına yayılan kimyasal maddeler, solunum yollarından gaz-buhar biçiminde organizmaya girebilir ve çalışanların sağlığını etkileyebilirler.

Gaz ve Buharlar

Kimyasal madde işlemleri sırasında insanların soluduğu ortam havasına kolayca yayılabilen ve solunum yollarından hemen hiç engellenmeden geçebilen gaz ve/veya buhar yapısındaki kimyasal maddeler genellikle depolama, doldurma-boşaltma ya da işlemleri sırasında (yakma, kızdırma, buharlaştırma, bozunma vb.) oluşarak ortam havasına karışırlar. Örneğin metal işleri yapılan atölyelerde, yağ gidermede kullanılan trikloroetilen vb. solventlerin buharları, elektrik ark kaynağında azot oksitleri, ozon gibi gazlar, fırın ve ocaklardan karbon monoksit, karbon dioksit ve kükürt dioksit gibi yanma ürünü gazlar, yeterli önlemler alınmadığı takdirde bu kimyasal madde ve gazlar ortam havasına yayılarak çalışanlar için sağlık riskleri oluşturabilirler. Genel anlamda, insanlar üzerinde yaptıkları etkilere göre gaz ve buharlar şöyle sınıflanabilir;

– Basit boğucu gazlar, örneğin karbon dioksit, argon, propan, bütan (LPG),

– Kimyasal boğucu gazlar, örneğin karbon monoksit,

– Tahriş edici gazlar, örneğin ozon, kükürt dioksit, hidrojen klorür,

– Sistemik zehirli gazlar, örneğin hidrojen siyanür, benzen, karbon sülfür, trikloroetilen.

Kimyasal Madde ve Gazların Çıkış Noktalarının ve Havadaki Miktarlarının Saptanması

Sorun oluşturabilecek kimyasal maddelerin tanımlanmasını izleyerek, bu kimyasal maddelerin hangi işlem noktalarında ve işyerinin hangi bölgelerinde bulunduğu araştırılacaktır. Bu, genellikle iş akımının izlenmesi ile kolaylıkla anlaşılabilir. Oysa, çalışanların soluduğu atmosferi kirleten kimyasal maddelerin ortamda bulunup bulunmadıkları, ve atmosferik konsantrasyonlarının ne düzeylerde olduğunu, koku ya da görme duyuları ile değerlendirmek, kişi, bu konuda ne kadar deneyimli bir uzman olsa da kesinlikle olanaksızdır. Bu nedenle işyeri ortamının kimyasal madde faktörleri açısından incelenip değerlendirilmesinde, kimyasal madde ölçüm yöntemleri, incelenecek kimyasal maddenin türüne, yoğunluğuna, uygulanan ölçme tekniğine ve istenilen duyarlık düzeyine bağlı olarak doğrudan doğruya, işyeri çalışma alanlarında detektör tüpleri ya da taşınabilir cihazlar ile kimyasal madde ölçümü yapılarak değerlendirmeye temel olacak veriler toplanır. Daha duyarlı ve tam nicel (kantitatif) sonuçlar gerekiyorsa, işyeri ortamından özel yöntemlerle alınan hava bu amaçla kurulmuş endüstri hijyeni laboratuvarında klasik veya aletli analiz yöntemleri uygulanır. Değerlendirmeler sonucunda, çalışanların solumakta olduğu işyeri havasında bulunan kimyasal maddenin, bir vardiya süresince orada bulunanların sağlığı için zararlı olabilecek düzeylerde olup olmadıkları kararına varılabilmesi için bulunan değerler, “TLV” (Sınır Eşik Değerler), “TWA”(8 saatlik belirlenen referans süre için Zaman Ağırlıklı Ortalamalar), STEL (15 dakikalık bir süre için aşılmaması gereken maruziyet üst sınır değeri) ya da, “MAK” (izin verilen en yüksek konsantrasyonlar) olarak isimlendirilen standart değerlerle karşılaştırılır. Tablo 1 de örnek olarak bazı kimyasal maddelerin, TWA ve STEL değerleri, ppm (milyonda kısım) ya da mg/m3 (metre küpte miligram) olarak verilmiştir. Bu değerler, bazı ülkelerin standartlarında farklılıklar gösterebilmektedir. Temel kural olarak, laboratuvar ve epidemiyolojik araştırma sonuçlarına göre yeniden saptanan konsantrasyonlar, her yıl güncelleştirilen listelere işlenerek yürürlüğe girmektedir. Ülkemizde de kimyasal maddeler Kimyasal Maddelerle Çalışmalarda Sağlık ve Güvenlik Önlemleri Hakkında Yönetmelik ve Kanserojen ve Mutajen Maddelerle Çalışmalarda Sağlık ve Güvenlik Önlemleri Hakkında Yönetmelik’lerine göre değerlendirilir.

Tablo 1. Bazı Kimyasal Maddelerin STEL ve TWA değerleri

	TWA		STEL
	mg/m³	ppm	mg/m³	ppm
Toluen	192	50	384	100
Fenol	8	2	16	4
p-ksilen	221	50	442	100
Butanon	600	200	900	300
Dietileter	308	100	616	200
Metanol	260	200	–	–
Aseton	1210	500	–	–
Kloroform	10	2	–	–

Bazı Kimyasal Maddeler, Kullanım Alanları ve İnsan Sağlığı Üzerine Etkileri

Endüstride sektöre bağlı olarak farklı çeşit ve özellikte kimyasal maddeler kullanılmaktadır. Bu kimyasal maddeler ile çalışanlar üzerinde sağlık açısından olumsuz etkiler görülmektedir. Bu kimyasal maddelerin insan sağlığı üzerine oluşturduğu olumsuz etkilerin gözlemlenmemesi için kimyasal madde ile çalışılan ortamda kimyasal madde maruziyeti ölçümü yapılır ve Kimyasal Maddelerle Çalışmalarda Sağlık ve Güvenlik Önlemleri Hakkında Yönetmelik, Kanserojen ve Mutajen Maddelerle Çalışmalarda Sağlık ve Güvenlik Önlemleri Hakkında Yönetmelik sınır değerleri ve uluslararası NIOSH, OSHA ve ACGIH sınır değerlerinin altında bulunan ortamlarda çalışmalar sağlanır. Bazı kimyasal maddeler, kullanım alanları ve insan sağlığı üzerine etkileri aşağıda açıklanmıştır.

Toluen

Toluen solunum yoluyla alınan ve vücut tarafından emilerek direk kana karışan bir kimyasal maddedir. Toluen kimyasal maddesine solunum yoluyla maruz kalındığında baş ağrısı, sinir sisteminde baskılanma, baş dönmesi, yürüme bozukluğu gibi olumsuz etkiler gözlenmiştir. Yapıştırıcı sektöründe kullanılan toluen kimyasal maddesi çalışanlar üzerindeki etkileriyle bağımlılık yaptığı durumlarda gözlemlenmiştir.

Toluen kimyasal maddesi boya sektöründe yaygın bir şekilde çözücü olarak kullanılmaktadır. Ayrıca reçine, kauçuk sanayisinde, dezenfektan üretiminde, yapıştırıcı yapımında kullanılmaktadır.

Benzen

Benzen kimyasal maddesi bazı kimyasal maddelerin sentezi için başlangıç maddesini oluşturur. İyi bir çözücüdür. Benzen kimyasal maddesinin insan sağlığına zararı açısından kanser yapma etkisi bulunmaktadır.

Benzen kimyasal maddesi petrokimya sanayisinde sıkça kullanılmaktadır. Ayrıca stiren ve fenol kimyasal maddelerinin sentezinde başlangıç maddesi olarak kullanılır. Naylon bileşiklerinde, deri sektöründe yapıştırıcı olarak kullanılan lateks üretiminde kullanılmaktadır.

Formaldehit

Formaldehit kimyasal maddesinin kimya sektöründe yaygın olarak kullanılmasının yanı sıra insan sağlığı üzerine zararlı etkileri gözlemlenmiştir. Ortamda bulunan formaldehit kimyasal maddesi solunum sistemiyle insan vücuduna alındığında burun ve boğazda yanma, nefes darlığı ve öksürük gibi etkilere yol açmaktadır. Ağız yolu ile formaldehit kimyasal maddesinin alınması sonucunda kişide mide bulantısı, şiddetli ishal, karın ağrısı gözlenir ve tedavi edilmediği durumlarda birkaç gün içerisinde ölümle sonuçlandığı gözlemlenmiştir. Ayrıca formaldehit kimyasal maddesinin bazı enzimlerin çalışma yapısını bozduğu kanıtlanmıştır.

Formaldehit kimyasal maddesi mobilya sektöründe, tekstil endüstrisinde, temizlik ürünleri üretiminde, dezenfektan olarak, cila kaplamalarında kullanılmaktadır.

Neden Kimyasal Madde Ölçümü Yaptırılmalıdır, Kimyasal Madde Ölçümü Ne Sıklıkla Yapılır.*

12.03.2013 tarihinde 28733 sayılı resmi gazetede yayımlanan Kimyasal Maddelerle Çalışmalarda Sağlık ve Güvenlik Önlemleri Hakkında Yönetmelik;

“MADDE 7h) İşveren, çalışanların sağlığı için risk oluşturabilecek kimyasal maddelerin düzenli olarak ölçümünün ve analizinin yapılmasını sağlar. İşyerinde çalışanların kimyasal maddelere maruziyetini etkileyebilecek koşullarda herhangi bir değişiklik olduğunda bu ölçümler tekrarlanır. Ölçüm sonuçları, bu Yönetmelik eklerinde belirtilen mesleki maruziyet sınır değerleri dikkate alınarak değerlendirilir.” gereği kimyasal madde ölçümleri yapılır.

Ayrıca Sağlık Bakanlığı Sağlık Hizmetleri Genel Müdürlüğü Formaldehit ve Ksilen Ölçüm Standartları Hakkında Genelge

“09.10.2013 tarih ve 28790 sayılı Resmi Gazete’de yayımlanan Tıbbi Laboratuvarlar Yönetmeliği Tıbbi Laboratuvar güvenliği başlıklı 28.inci maddesi (2) Korunmaya yönelik alınan tedbirler, tıbbi laboratuvar personelinin ve yakın çevresinin kimyasal, radyoaktif veya enfeksiyöz ajana maruz kalma olasılığını azaltıcı veya önleyici olmalıdır. İle Ek – 10 Tıbbi Laboratuvar Denetim Formu Faaliyete Esas Denetim Kritelerleri Madde 16 Tıbbi patoloji laboratuvarında havadaki formaldehit ve ksilen düzeyleri ölçülmektedir. Hükümleri gereğince; tıbbi patoloji laboratuvarlarında oluşacak toksik madde maruziyetini giderici düzenleyici ve önleyici faaliyetler yapılmalıdır. Formaldehit ve ksilen marııziyeti kanda, idrarda madde veya metabolitlerinin ölçümü ile belirlenememektedir. Bıınun nedeni, metabolit ölçümünün bu maddelere özgü olmamasıdır. Kişi çalışma ortamının dışında da formaldehit ve ksilene maruz kalabileceğinden, gerçekte tıbbi patoloji laboratuvar kaynaklı maruziyeti göstermez. Bu nedenle çalışan personelin laboratuvar kaynaklı formaldehit ve ksilen maruziyetinin ölçülmesi gereklidir.” gereğince tıbbi laboratuvarlarda da formaldehit ve ksilen kimyasal maddeleri ölçülmektedir.

Kimyasal Madde Ölçümü Nerelerde Yapılır?

· Petrol sektöründe kimyasal madde ölçümü

· Kimya sanayisinde kimyasal madde ölçümü

· Boyahanelerde kimyasal madde ölçümü

· İlaç sektöründe kimyasal madde ölçümü

· Tekstil sektöründe kimyasal madde ölçümü

· Atık su arıtma tesislerinde kimyasal madde ölçümü

· Matbaa sektöründe kimyasal madde ölçümü

· Kaynak atölyelerinde kimyasal madde ölçümü

· Dökümhanelerde kimyasal madde ölçümü

· Kauçuk ve plastik sektöründe kimyasal madde ölçümü

· Tıbbi laboratuvarlarda formaldehit ve ksilen kimyasal madde ölçümü

Kimyasal Madde Ölçümü ve Kimyasal Madde Ölçüm Metodları

· Renk karşılaştırma (Dedektör) Tüpleri kullanılarak gerçekleştirilecek, Toksik gaz ve buhar konsantrasyonlarının tayini çalışmalarının “ASTM 4490-6 Standard Practice for Measuring the Concentration of Toxic Gases or Vapors Using Detector Tubes 1’’ standartlarına göre çalışma ortam havasında gaz-buhar halindeki kimyasal maddelerin ölçüm metodudur. Bu kimyasal madde ölçüm metodu işyeri ve çalışma ortamlarında solunabilir hava içeriğinde bulunabilecek Toksik gaz ve buhar konsantrasyonlarının tayininde kullanılacak “Renk karşılaştırma (Dedektör) Tüpleri” kısa sureli örneklemelerde (1-10 dakika) veya uzun sureli örneklemelerde aktif yada pasif olarak 1-8 saat kullanılırlar.

· TS EN 1231:2000 “ İşyeri Atmosferi – Dedektör Tüplü Kısa Süreli Ölçüm Sistemleri Özellikler ve Deney Metotları” ve TS EN 689 ‘’İşyeri Havası- Solunumla Maruz Kalınan Kimyasal Maddelerin Sınır Değerler İle Karşılaştırılması ve Ölçme Stratejisinin Değerlendirilmesi İçin Kılavuz’’ standartlarına göre çalışma ortam havasında gaz-buhar halindeki kimyasal maddelerin ölçüm işlemi standardıdır. Bu standarda göre kimyasal madde ölçümü ortam havasında gaz-buhar halindeki kimyasal maddelerin ölçümleri tesis içerisinde bulunan gaz-buhar kaynaklarında, gaz-buhar kaynaklarının etki alanındaki çalışma ortamlarında, tesiste bulunan idari binalarda, tesis içi açık ve kapalı alanlarda solunabilir gaz-buhar konsantrasyonunun belirlenmesi amacıyla yapılır.

Kimyasal madde ölçümleri çalışanın solunum seviyesinden ve rutin iş akışında firmamız tarafından gerçekleştirilir. Gaz-buhar ve kimyasal madde ölçüm sonuçları, aksi belirtilmedikçe, mg/m³ veya p.p.m. olarak verilir. Kimyasal madde ölçüm sonuçları firmamız tarafından hazırlanan kimyasal madde ölçüm sonuç raporunda Kimyasal Maddelerle Çalışmalarda Sağlık ve Güvenlik Önlemleri Hakkında Yönetmelik, Kanserojen ve Mutajen Maddelerle Çalışmalarda Sağlık ve Güvenlik Önlemleri Hakkında Yönetmelik sınır değerleri ve uluslararası NIOSH, OSHA ve ACGIH sınır değerlerine göre değerlendirilir ve kimyasal maddelerin sınır değeri aşan noktaları belirtilir.

Ağır Metallerin Tehlikeleri

2019-05-26T21:49:00.003+03:00

Bundan bir kaç yıl öncesinde yalnızca “meslek hastalığı” olarak bilinen ağır metal zehirlenmeleri ve bununla ilgili hastalıklar, günümüzde meslek hastalığı olmaktan çıkıp daha geniş kitleler için risk oluşturmaya başladı.

Ağır metaller grubunda Kurşun (Pb), Kadmiyum (Cd), Krom (Cr), Nikel (Ni), Bakır(Cu), Kobalt (Co), Çinko (Zn), Civa (Hg) ve Arsenik (As) elementleri yer alır. Ağır metaller havaya karıştıktan sonra toprağa ve buradan bitkilere ve besin zinciri yoluyla da hayvanlara ve insanlara ulaşırlar. Aynı zamanda hayvan ve insanlar tarafından havadan soluma yoluyla da vücuda alınırlar. Sanayi atıkları veya asit yağmurlarının toprağa ve sulara karışması sonucunda tüm dünyaya yayılırlar. Özellikle su yolu ile taşınma, çözünen ağır metallerin ırmak, göl ve yeraltı sularına ulaşmasını sağlayarak, çok daha tehlikeli bir hale gelmelerine sebep olur. Neredeyse kullandığımız her üründe ağır metalleri vücudumuza taşımaktayız. Oyuncaklar, konserve gıdalar, sigara dumanı, bazı sebze ve meyveler, bazı süt ve süt ürünleri, seramik ürünlerin tamamı, diş malzemeleri, vb. daha birçok üründe ne yazık ki ağır metaller bulunuyor.

Bu metaller, vücutta doğru miktarda bulunması ve uygun şekilde uzaklaştırılması halinde bizler için herhangi bir tehlike oluşturmazlar. Fakat gereğinden fazla alındıkları durumlarda, sinir ve beyin hücrelerinin tamamında zehir etkisi gösterirler. Çünkü bu metaller protein ve enzimlerle, doğrudan ve kuvvetlice bağ yapabilme yeteneğine sahiptirler. Bu özellikler sebebiyle, “biyobiriken madde” olarak anılırlar. Biyobirikim, canlının vücudunda bir kimyasalın konsantrasyonunun, doğadaki konsantrasyonundan daha yüksek olması durumudur. Bu durum insan sağlığına ciddi zararlar vermektedir. Örneğin, yüksek miktarda nikel içeren aksesuarların kullanımında ‘nikel alerjisi’ hastalığı ortaya çıkmaktadır. Yani burada önemli olan, ağır metaller ile ne kadar süre aynı ortamda kaldığımız ve vücudumuzda ne kadar depolandığıdır.

Endokrin Sisteme Zarar Veriyorlar

Günümüzde birçok sağlık sorunu çevresel faktörler ve değişen besin zinciri ögeleri sebebiyle oluşuyor. Vücudumuzun gereğinden fazla aldığında, depoladığı ve vücut dışına atamadığı bu tehlikeli maddelere “Endokrin Bozucu Maddeler” deniliyor. Ağır metaller de bu maddeler arasında yer alıyor. Böcek ilaçlarından duvar boyalarına, şampuanlardan mobilya yüzeyi koruyucularına kadar tüm ürünlerin içinde bu ağır metaller bulunduğundan, endokrin sisteme zarar verecek ürün yelpazesi oldukça genişliyor.

Endokrin bozucu ağır metaller, vücudun yağ dokularında birikiyor. Vücudumuzda varlığını hissettirmeden biriken en önemli metaller kurşun ve cıvadır. Çoğunlukla ne kadar zarar verdikleri, hangi miktarda depolandıkları bilinmez. Yağ dokusunda birikiyor olmaları, vücuttaki diğer dokulara zarar vermediği anlamına gelmemektedir. Bu metallerin başlıca toksit etkileri, karaciğer, böbrek, pankreas, akciğerler ve deri gibi organların dokularında görülmektedir.

Protein ağırlıklı beslenme yöntemi, ağır metallerin vücuda alınmasını kolaylaştırarak endokrin sisteme zarar vermektedir. Son zamanlarda yapılan araştırmalara göre, bu tür beslenme diyetleri sonucu yaşamını yitiren insan sayısı artmaktadır. Yine aynı şekilde, glütensiz beslenme, aşırı yeşillik tüketimi gibi diyet programları da ağır metal zehirlenmelerine sebep oluyor. Medya da gördüğümüz hızlı kilo kaybı sonucu yitirilen yaşamlar ile ilgili haberlerin çoğunda yatan sebebin, yağ dokularında biriken ağır metallerin kimyasal reaksiyonlar sonucu parçalanarak kana geçmesi ve toksin görevi görüp kişiyi zehirlemesidir.

Sonuç olarak, ağır metallerin ilk tüketicileri olarak bizler, büyük tehlike altındayız. Besin zincirinin en üst halkasında bulunarak, sürekli artış gösteren bu durumdan en çok etkilenen varlıklarız. Ne yazık ki endokrin bozucu maddeleri vücudumuza almaktan kaçınmamız günümüz dünyasında mümkün olmasa da bu durum, ipleri tamamen bırakacağımız anlamına da gelmemeli. İçtiğimiz sulara, yediğimiz yiyeceklere dikkat ederek maruz kaldığımız dozu azaltmaya çalışabiliriz. En önemlisi organik beslenmeye dikkat etmeli ve temiz havayla daha sık buluşmaya özen göstermeliyiz.

Kaynaklar:

https://sagligabiradim.com/agir-metaller-vucuttan-nasil-atilir/

http://dergipark.gov.tr/download/article-file/356067/

http://slideplayer.biz.tr/slide/10242041/

HEMATEN

2019-05-26T21:45:00.002+03:00

Hematit, dünya üzerinde şimdiye kadar oluşan en eski demir oksit minerali olup, kayalar ve topraklarda yaygındır. Fe₂O₃ formundaki demir mineralidir. Kan taşı olarak da bilinen hematitin en yaygın renkleri kırmızı ve kahverengidir. Ayrıca siyahtan griye, sarıdan kahverengine kadar içerdiği diğer kayaçlardan ötürü farklı renkler de bulunur. Pigment olarak da kullanılan hematit, çelik üretiminde kullanılan temel mineraldir. Uluslararası bilim insanlardan oluşan bir ekip, hemateni sıradan demir cevherinden başarıyla çıkardı.

Sadece üç atom kalınlığındaki hematen, gelişmiş fotokatalitik özelliklere sahip olarak kabul edilir. Douglas Soares Galvåo, bazı diğer potansiyel uygulamaları öne sürerek yaptığı açıklamada “Sentezlediğimiz materyal, suyu hidrojen ve oksijene bölmek için bir fotokatalist olarak hareket edebilir, böylece elektrik hidrojen gibi üretilebilir” diyor.

Hematen, adından da anlaşılacağı gibi, dünyadaki en yaygın minerallerden biri olan ve büyük bir demir kaynağı olan hematit’ten çıkarılır. Orijinal 3D formunda hematit güneş ışığını emer, ancak kısa ömürlü bir yük üretir. Fakat üç demir ve oksijen atomunun kalınlığına kadar küçüldüğünde, hematen daha verimli hale geliyor.

Performansı artırmak için, takım daha görünür ışık emilimi için titanyum dioksit nanotüp dizileri ekledi. Galvão’ya göre “Hematen verimli bir fotokatalist olabilir ve aynı zamanda spintronik tabanlı cihazlar için ultra ince bir manyetik malzeme olarak da kullanılabilir. Spintronics (veya magnetoelectronics) bilgi depolamak, görüntülemek ve işlemek için kullanılan yeni bir teknolojidir.

Bilim adamları , iki boyutlu siyah fosfor, galyum, molibden disülfür (beş kat hızlı) ve her biri 3D yapısından daha geniş bir özellik yelpazesine sahip olan krom triiyodür oluşturdular. Hematen de demir bazlı kardeşlere sahip olabilir. Galvão, yeni 2D materyallerin üretilmesine aday olan bir dizi başka demir oksit ve türevleri de olduğunu belirtti. Bu da son dönemde popülerlik kazanan süper malzeme olarak adlandırılan grafenin yanında yeni süper malzemelerin olabileceğini gösteriyor.

Kaynak:

https://www.geek.com/news/is-2d-material-hematene-the-new-graphene-1747612/

https://tr.wikipedia.org/wiki/Hematit

İLETKEN POLİMERLER

2019-05-26T21:39:00.001+03:00

Polimerleri çoğunlukla plastik gibi yalıtkan maddelerin ham maddesi olan makro moleküller olarak biliriz. Fakat 1977 yılında Alan MacDiarmid, Hideki Shirakawa ve Doktor Alan Heeger asetilenin polimerleşmesi için yaptıkları deney sırasında bir hata yaptılar. Fazla katılan katalizör sonucu siyah tozun aksine yırtık bir tabaka ortaya çıktı. Tabakanın yüzeyi metal gibi parlaktı. Poliasetilen adını verdikleri bu maddeyi iyotla oksitlendirdiler. Bu tekniğe doping tekniği dediler. Oluşan maddenin iletkenliğinin on milyon kat arttığını farkettiler. 2000 yılında da kimya alanında Nobel ödülü kazandılar. Böylelikle iletken polimerler hayatımıza girmiş oldu.

İletken polimer çeşitleri başlıca; poliasetilen (PA), polianilin (PANI), polipirol (PPy), politiyofen (PTP), polifuran (PFu), polifenilen (PP), poli(para-fenilen) (PPP), poli(vinil klorür) (PVC), poliinden (PIn) ve poliindol (PInd) olarak sayılabilir.

Poliasetilen (PA) elektrokimyasal yöntemlerle hem anyonik hem de katyonik olarak katkılanabilir. Bu özelliğiyle doldurulabilir pillerde elektrot malzemesi olarak kullanılır. Kurşun asitli aküyle karşılaştırıldığında PA pilinin çok hafif olduğu ve yüksek enerji yoğunluğuna sahip olduğu anlaşılmıştır.

İletken polimerleri diğer polimerlerden ayıran en önemli özellik tek ve çift bağlardan oluşan konjuge zincir yapısına sahip olmalarıdır. Uzun konjuge çift bağlı zincirler sayesinde iletkenlik kazanırlar.

İletken Polimer Sentez Yöntemleri

Kimyasal Polimerizasyon

İletken polimer sentezinde monomer uygun çözücüde çözülür. Katalizör eşliğinde indirgenme aracı kullanılarak polimerleştirilir.

Elektrokimyasal Polimerizasyon

Destek elektrolik çözeltideki monomer yükseltgenir. Dış potansiyel uygulamasıyla reaktif katyon üretilir. Sonrasında iki yöntem vardır.

Birinci; monomerin radikal katyonu, nötral monomerle dimer oluşturmak için birleşebilir.

İkincisi; iki radikal katyonu birleşerek dimer oluşturabilir. Dimer tekrar yükseltgenir. Elektroaktif polimer oluşması sağlanır.

Piroliz

Bilinen ilk yöntemdir. Isıtma ile polimerden heteroatomlar (halojenler, oksijen, azot gibi) ayrılmaktadır. Yapıda meydana gelen değişmeler karbon atomları üzerindeki zincir boyunca devam eder. Böylece taşıyıcı yük hareketliliği artar ve serbest radikalleri oluşturarak yük taşıyıcıların sayısınıda arttırır.

Katalitik Polimerizasyonu

Katalizör olarak, düşük molekül ağırlıklı monomerler, yüksek molekül ağırlıklı bir polimer süresince zincir büyümesi süreci ile oluşturulur. Polimerizasyon katalizörü homojen ya da heterojen bir sistem olabilir.

İletken Polimerlerin Kullanım Alanları

Antistatik kaplama malzemeleri
Korozyon inhibitörleri, Transistörler, Sensörler.
Bilgisayarlar için elektromanyetik koruyucular “Smart Windows” .
Işik saçan diyotlar(LED, OLED) .
Alan etkili transistörler (FET)
Fotovoltaik hücreler, süper kapasitörler
Cep telefonları ve mini formattaki elektronik ekranlarda .
Elektrokromik cihazlar, iyon seçici elektrotların yapımında kullanım .
Radar algılama sistemleri .
Çok düşük akımlar üretmeleri ve çok uzun ömürlü olmaları nedeniyle kalp pillerinde elektrot olarak kullanılırlar.

GENETİK BİLİMİ

2019-05-26T21:22:00.001+03:00

Klasik bir giriş yapalım hemen. Genetik Bilimi; biyolojinin organizmalardaki kalıtım ve çeşitliliğini inceleyen bilim dalıdır. Günümüzde halen gelişmekte olan genetik bilimi için sonsuz bir evren benzetmesi yapabiliriz. Bu benzetmeden yola çıkacak olursak, günümüzde ki hastalıkların çoğunun aslında bir genetik yatkınlığa bağlı olmasından, yediğimiz yiyecekten tutun da içtiğimiz içeceklerin aromalarına kadar genetik biliminin hayatımızın her yerinde olduğunu açıkça görebiliyoruz. Ancak yapılan çalışmaların ve verilen desteklerin yetersizliği genetik biliminin önünü çok bariz bir şekilde kesmektedir. Genetik bilimi bir kaynaktan öğrenilmesi zor olmasına karşın, fazlası ile düşünce ve sorgulama gerektiren bir daldır. Tabi ki bu yazı klasik derslerde ki genetik kavramını öğretmekten ziyade genetik biliminin hayatımız açısından önemi ve genetik biliminin bize kattıklarını sorgulayarak açıklığa kavuşturacağımız bir yazı olacaktır.

Gerek toplum bazında gerek ise genetik okuyan öğrenci bazında ele aldığımız da karşımıza çok ciddi problemler çıkıyor. Bu problemlerin başında genetiğin tam olarak anlaşılamaması ve anlatılan genetiğin toplum bazında yararı olmayan aksine tamamen zararlı olan bir dal olarak gösterilmesi geliyor. Toplum bazında bir genelleme yapmak bir hata gibi gözükse bile bir defa bile genetik kelimesini duyan kişilerin çok ciddi bir şekilde karşıt görüşleriyle karşı karşıya kalmamdan dolayı bu genellemeyi yapıyorum. Hayatımızın geçmişten geleceğe her alanına nüfus eden, bir çok bilgi ve çözümü içerisinde barındıran genetik biliminin güzel bir şekilde anlaşılması ve anlatılması için sorumluluk genetik okuyan öğrencilere düşüyor. Bu sorumluluk çerçevesinde, anlatılanların çok açıklayıcı bir üslup

kullanılarak ve hayatın içinden örnekler vererek anlatılması gerçekten çok büyük önem arz etmektedir.

Tabi ki genetik deyip geçmemek lazım. Yararları ve zararları ile birlikte iyice düşünüp, sorgulamak lazım. Sonuçta insanoğlunun doğasında vardır, bir işin kendisine yararlarını ve zararlarını düşünmek. İşte tam olarak mesele burada patlak veriyor. Ne acı ki okumuyoruz. Okuyup kendimizi geliştirmek yerine kulaktan doğma bilgilere inanıyoruz. Hepimiz yapıyoruz bazen bu hatayı. Ama bazen yaptığımız bu hataların bize dönüşü pahalıya patlıyor.

Düşünün, yediğiniz bir gofretin aromasının nasıl yapıldığını yada hastalığınız için kullandığınız bir ilacın nasıl geliştirildiğini? Ya da vücudumuzun nasıl bu kadar muhteşem bir şekilde çalışabildiğini? Aslında cevapları çok kolay değil mi? Bilene kolay, bilmeyene ise ıstırap. Amacımız bu sorulara herkesin cevap verebilmesi ve bu sorular üzerinde bir tartışma ortamının oluşması. Bu arada tek sorun bunlar mı? Kesinlikle hayır. Maalesef ki daha neden genetik okuduğunu bilmeyen öğrencilerin olması. Düşünmeye teşvik edilmeyen sorgulamayan öğrencilerin mevcut olması. Bunun üstesinden gelebiliriz. El birliği ile gerek toplumda gerek ise öğrenciler arasında genetik biliminin anlaşılmasını ve tartışılmasını sağlayabiliriz. Sadece biraz elimizi taşın altına sokmamız gerekiyor. Dönelim en başa ne demiştik, hayatımızın içindeki derin mevzu olarak genetik demiştik. Gerçekten de öyle. Bu yazıda en güncel gelişmeleri açıklayabilirdik ya da bir kanser türünün çoğalmasındaki sinyal yolağından tutun da en basit MTT testinin özelliklerine kadar yazabilirdik. Ama problem bunlar değil. Problem aramız da bilgi alışverişinin olmamasında. Saklıyoruz bilgilerimizi, içimizde yaşayıp yok ediyoruz onları. Onları bir adım ileri taşımak yerine oldukları yerde saymalarına sebep oluyoruz. Yine diyorum, tüm bu olumsuzlukları tersine çevirebiliriz. Yeter ki isteyelim. Yeter ki edindiğimiz bilgilerle kalmak yerine onların üzerine daha taze daha güncel bilgiler ekleyelim. Projeler tasarlayıp tartışalım, bir yere oturduğumuz da çevremiz deki insanlara genetiği en iyi bir biçimde anlatalım, genetiğin içinde sorgulayıcı olalım. Böylelikle bilim ile iç içe olmakla kalmaz, bizi biz yapan özelliklerimizin nasıl ortaya çıktığını, nasıl işlediğini, içtiğimiz sudan yediğimiz bulgulara kadar nasıl oluştuğunu bilerek daha bilinçli bir şekilde tüketim ve üretim yapabilme imkanı elde etmiş oluruz.

Hep eleştirdik ama başka çare yoktu bu durumda. Bilim, multidisipliner çalışmalar gerektirir. Ne yazık ki multidisipliner çalışmaların sayısı oldukça az. Bunun sebebi ise yazımda belirttiğim gibi bilgi alışverişinin olmaması, olaylara sorgulayıcı bir bakış açısından bakmamızdan kaynaklanıyor. Genetik bilimi sonsuz bir evren misali demiştik. Biz çevremize edindiğimiz bilgileri yaydığımız sürece genetik evreninde toz zerresi kadar ilerleme kaydederiz. Ancak insanoğlu yediği yiyeceklerden içtiği içeceklere kadar nasıl oluştuğunu, vücudunda olup biten olayların anlamlarını tam olarak kavradığı zaman bizler genetik biliminde bir yıldıza varacak kadar ilerleme kaydetmiş oluruz.

KARBON İÇERMEYEN AMONYAKTAN HİDROJEN GAZI ÜRETİMİ İÇİN KATALİZÖR

2019-05-26T21:12:00.001+03:00

Hidrojen, özellikle yakıt hücresi teknolojisi için uygulanan alternatif bir temiz enerji kaynağı olma potansiyeline sahiptir. Mevcut yakıt kaynakları, karbon içeren fosil yakıtları veya karbon içeren organik molekülleri içerir ve bu da bir sera gazı fazlası olan CO2 üretir. Japonya'daki ulusal girişimler de dâhil olmak üzere birçok girişim, alternatif yakıt kaynakları kullanarak düşük karbonlu bir kullanım toplumu yaratmayı hedeflemektedir.

Japonya'daki Enerji Dağıtıcıları girişimi, özellikle hidrojeni etkili bir şekilde depolamak ve taşımanın yollarını arayan ulusal bir projedir. Bunu yapmanın bir yolu amonyağı hidrojen kaynağı olarak kullanmaktır. Bununla birlikte, amonyağın parçalanması için etkili bir prosesin bulunmasının zor olduğu kanıtlamıştır, çünkü amonyağın parçalanması için katalitik proses, aşırı pahalı olabilecek sürekli bir ısı ilavesi gerektirir.

Japonya'daki Oita Üniversitesi'nden Katsutoshi Nagaoka, Takaaki Eboshi, Yuma Takeishi, Ryo Tasaki, Kyoto Honda, Kazuya Imamura ve Katsutoshi Sato, katalitik döngü boyunca harici ısı eklenmeden amonyaktan hidrojen üretmek için yeni bir katalizör yöntemi geliştirdiler.

Amonyağın hidrojen ve azota ayrılması endotermik bir işlemdir, yani ürün elde etmek için enerjinin eklenmesini gerektirir. Bu, geleneksel katalitik ayrışma reaksiyonlarında, yeterli miktarda hidrojen gazı elde etmek için büyük miktarda ısı ilavesi gerektirdiği anlamına gelir.

Nagaoka ve arkadaşları Ƴ-Al2O3 katalizör yatağı üzerinde desteklenen bir RuO2 nano partikülünden yapılmış bir katalizör geliştirdi. H2O ve CO2 katalizörünü temizledikten sonra, amonyak ve oksijen, amonyağın katalitik yüzeye adsorbe edildiği reaksiyon kabına ilave edildi ve sıcaklık artışı sağlandı. Sıcaklıktaki bu artış, ekzotermik bir prosese sahip olan amonyağın oksidatif dekompozisyonunu katalize etti. Bu reaksiyonu ısıtıp amonyağın, hidrojen ve nitrojene endotermik ayrışması için gerekli enerjiyi sağladı.

Katalizör ön-işlemi, suyun ve karbondioksitin uzaklaştırılması için ısıtma gerektiriyordu, ancak sonraki tekrar ısıtmayı gerektirmedi. Katalizör döngüsü testleri, 300 oC'de helyum ile RuO2 / γ-Al203 katalizörünün ilk ön-işleminden sonra katalizörün üç defa döngülemesine ve hala maksimum verimde hidrojen üretebildiğini gösterdi.

Ayrıca, bu çalışmalar, Ru'nun RuO2'ye oksidasyonundan hiçbir ısının üretilmemesini sağlamak için oksidatif pasifleştirmeyi içermektedir. Uygulamada, oksidatif pasivasyon gerekli olmayacaktır. Bu nedenle, katalizörü ön işleme tabi tutmak için ısıtma gerekli olsa da, ilave katalizör çevrimi için ısıtma gerekli değildir.

RuO2 / γ-Al2O3 katalizörünün nasıl çalıştığını anlamak için, Nagaoka ve arkadaşları Bilinen bir amonyak ayrışma katalizörü olan RuO2 / γ-Al203'ün kendiliğinden ısınmasından kaynaklanan maksimum katalitik yatak sıcaklığını karşılaştırdılar. Alüminyum esaslı katalizörün 97 oC maksimum sıcaklığa kadar ısıtıldığını keşfettiler; buna karşılık lantan bazlı katalizör, 53 oC'lik bir maksimum sıcaklığa kadar ısıtıldı. Bu önemlidir, çünkü amonyağın oksidatif olarak yakılması için otomatik ateşleme sıcaklığı 90 oC'dir ve RuO2 / γ-Al2O3 ile daha iyi reaksiyon verimleri elde edilmesinin nedenini açıklar.

Araştırmacılar, adsorpsiyon sıcaklığındaki bu farkın muhtemelen bir bazik molekül olan amonyak ile bir Lewis asidi olan Al203 arasındaki olumlu etkileşime bağlı olduğuna dikkat çekmektedir. La2O3 ise bir Lewis tabanıdır.

Ayrıca, araştırmacılar katalizör olarak yalın γ-Al203 ve RuO2 / γ-Al203 arasındaki farka baktılar. Amonyağın %90'ının, katalizör yatağı ve RuO2 nanopartikülüne kıyasla yalın γ-Al203 üzerine adsorbe olduğunu buldular. Bu, amonyağın nanopartikül ve γ-Al2O3 üzerine kemoterapi edildiğini ve daha sonra çok katmanlı fizosorpsiyonu ilerlettiğini ima eder.

Genel olarak, bu tip katalizör, amonyağın hidrojen ve azot gazı içine endotermik ayrışması için gerekli ısı gereksinimlerini aşmak için yeterli ısının sağlanmasında yararlıdır. Bu çalışma, kendiliğinden ısıtma katalizinin, hidrojeni yakıt kaynağı olarak amonyağı kullanmanın pratik zorluklarına çözüm bulmak için uygulanabilir bir seçenek olduğunu göstermektedir.

ÖZET

Amonyak, karbon içermeyen bir hidrojen kaynağı olarak önerilmiştir, ancak amonyaktan hızlı başlatma ile hidrojen üretmek için uygun bir yöntem geliştirilmemiştir. İdeal olarak, bu yöntem harici enerji girişi gerektirmez. Amonyak ve O2'yi oda sıcaklığında asidik RuO2 / γ-Al2O3 katalizörüne maruz bırakarak hidrojen üretimini gösteriyoruz. Amonyağın katalizör üzerine adsorpsiyonu eksotermik olduğu için, katalizör yatağı hızla katalitik amonyak kendiliğinden tutuşma sıcaklığına ısıtılır ve daha sonra amonyakın oksidatif bozunması hidrojen üretir. Bir hacimsel gaz adsorpsiyon analizcisi ile kombine edilmiş diferansiyel kalorimetre, hem amonyağın RuO2'ye kimyasal adsorpsiyonu, hem de γ-Al2O3 üzerindeki asidik alanlar ve çoklu amonyak moleküllerinin fizosorpsiyonu ile büyük miktarda ısı elde edilmiştir.

Daha fazla:Katsutoshi Nagaoka et al. Carbon-free Hproduction from ammonia triggered at room temperature with an acidic RuO/γ-AlOcatalyst, Science Advances (2017). DOI: 10.1126/sciadv.1602747

Yayınlama tarihi: 22.05.2017

Referans Dergi: Science Advances

“SUPERBUG” ARTIK YETER. AKÇAAĞAÇ ŞURUBU, ANTİBİYOTİĞİN ETKİSİNİ ARTTIRIYOR

2018-10-29T22:38:00.006+03:00

(MRSA'nın renklendirilmiş bir tarama elektron mikrografı)

Antibiyotikler her gün hayat kurtarır, ancak her yerde bulunması bazen dezavantaja neden olur. Yüksek dozlar, enfeksiyona neden olan bakterilerin yanı sıra sağlıklı hücreleri de öldürebilir; aynı zamanda, bilinen antibiyotiklere artık cevap vermeyen "superbug"yaratmaya da teşvik eder. Şimdi,Araştırmacılar sağlıktan fedakârlık etmeden antibiyotik kullanımını azaltmanın doğal bir yolunu bulmuş olabilirler: bu ilaçların potansiyelini önemli ölçüde artıran bir akçaağaç şurubu.

Nathalie Tufenkji, "Kanada'daki yerli popülasyonlarda akçaağaç şurubu enfeksiyonlarla savaşmak için uzun süredir kullanılmaktadır," diyor.

Proje fikri, kızılcık özütlerinin antimikrobiyal etkilerini inceleyen Tufenkji, fenolik bir akçaağaç şurubu ekstraktının anti-kanser özelliklerini öğrendiğinde buna güldü. Tufenkji, "Bana antimikrobiyal aktiviteyi kontrol etme fikrini verdi" dedi.

Tufenkji'nin McGill Üniversitesi'ndeki ekibi, diğer araştırmacılar ile aynı ekstraksiyon yaklaşımını kullanarak şekeri ve suyunu şurupun fenolik bileşiklerinden ayırdı. İlk testte ekip şurubu, bakteriyel yapıların neden olduğu çeşitli hastalıklarda kullandıkların da, çok fazla bir etki görmediklerini belirttiler. Tufenkji, özütün sıklıkla kullanılan antibiyotikler siprofloksasin ve karbenisilinin antimikrobiyal etkisini artırabileceğini kontrol etmeye karar verdi. Ekibi, fenolik özütü bu ilaçlardan herhangi biriyle karıştırdığında, gerçekten de sinerjik bir etki buldu ve böylece yüzde 90 daha az antibiyotik ile aynı antimikrobiyal etkiyi elde ettiler. Yaklaşım, gastrointestinal problemlere neden olabilecek E. coli de dahil olmak üzere çeşitli bakteri türleri üzerinde etkisini gösterdi. Proteus mirabilis, birçok üriner sistem enfeksiyonundan sorumludur ve Pseudomonas aeruginosa, hastanelerde sık sık hastalara bulaşarak enfeksiyonlara neden olabilir.

Tufenkji'nin ekibi, daha sonra bu çalışmada elde ettikleri şurubu meyve sinekleri ve güve larvalarında test etti. Araştırmacılar sinekleri patojen bakterilerle dozladılar ve bu sineklere antibiyotik içeren sinek yemlerini fenolik ekstrakt ile birlikte ve olmadan verdiler. İçinde Akçaağaç şurubu olan yemleri yiyen sinekler, içinde şurup olmayanlardan daha uzun yaşadığı gözlendi. Araştırmacılar, güve larvaları ile benzer bir sonuç izledi.

Ekstraktın (şurubun) antibiyotiklerin daha iyi çalışmasını nasıl sağladığını anlamak için araştırmacılar, ekstraktın bakteri hücrelerinin geçirgenliğini değiştirip değiştirmediğini araştırdılar.

Ekstrakt bakterilerin geçirgenliğini arttırarak antibiyotiklerin bakteri hücrelerinin içine girmesine yardımcı olduğunu düşünülmekte. Bir başka deney, ekstraktın ikinci bir mekanizma ile de çalışabileceğini ve normalde antibiyotiklerin bu hücrelerden uzaklaştırıldığı bakteri pompasını devre dışı bıraktıklarını ileri sürdü.

Şu anda, araştırmacılar farelerde akçaağaç şurubu ekstraktını deniyorlar. Tufenkji, “hastalara reçete edilen bir tıbbi protokol olarak hastalar tarafından kullanılmaya başlanmasının muhtemel olduğu ve farmasötik bir şirketin potansiyel alerjik reaksiyonları önlemek için ekstreyi daha da arındırması gerekeceğini belirtti, antibiyotik gücünü artıran başka ürünler de var, ancak bu doğadan gelen tek ürün olabilir" dedi.

Daha fazla:Phenolic rich maple syrup extracts synergize with antibiotics, 253rd National Meeting & Exposition of the American Chemical Society (ACS), 2017. makalesine bakabilirsiniz.

GÜNEŞ ENERJİSİ İLE ÇALIŞAN KURU HAVADA BİLE SU ÜRETEN CİHAZ

2018-10-29T22:32:00.000+03:00

(UC Berkeley'den MOF'ler ile MIT'de yapılan su toplama makinesi. Hasat makinesi, sadece güneş ışığı kullanarak 12 saatlik bir süre zarfında düşük nemli havadan su litresini çekebilir.)

Her evin, yalnızca güneşin gücünü kullanarak, kuru veya çöl ortamlarında bile, evin ihtiyaç duyduğu suyu üreten bir aleti olan bir geleceğini hayal edin.

Güneş enerjili biçerdöver, Berkeley Kaliforniya Üniversitesi'nde üretilen özel bir materyal - metal-organik bir çerçeve (a metal-organic framework-MOF) kullanılarak tasarlandı.

Berkeley'de Lawrence Berkeley Ulusal Laboratuvarında kimya alanında fakülte bilim adamı Ömer Yaghi, "Bu, düşük nemde havadan su toplamanın uzun süredir devam eden meydan okumasında önemli bir gelişmedir" dedi. "Şu anda bunu yapmanın başka yolu yok, ekstra enerji kullanımı dışında evdeki elektrikli nem alma cihazları çok pahalı su üretiyor."

% 20-30 nem koşulları altında prototip, bir kilogram MOF kullanarak, 12 saatlik bir süre zarfında havadan 2.8 litre su çekmek mümkün oldu. MIT'deki çatı testleri, cihazın gerçek dünya koşullarında çalıştığını doğruladı.

Yaghi, "bu gelecek için yeni bir vizyon; bir evin su ihtiyaçlarını güneş enerjisi ile çalışan bir cihaz ile bulunduğunuz yerden karşılamak " dedi. “Biz buna kişiselleştirilmiş su diyoruz.”

Yaghi, gazlar ve sıvılar depolamak için ideal katı ve gözenekli yapılar oluşturmak için magnezyum veya alüminyum gibi metalleri organik moleküller ile birleştirerek metal-organik çerçeveleri 20 yıl kadar önce icat etti. O zamandan beri, dünya çapındaki araştırmacılar tarafından 20.000'den fazla farklı MOF oluşturuldu. Bazıları hidrojen veya metan gibi kimyasal maddeler içeriyor: BASF kimya şirketi Yaghi'nin doğal gaz yakıtlı kamyonlardaki MOF'lardan birini test ediyor, çünkü MOF dolu tanklar basınç altında boş bir tanka pompalanabilen metanın üç katı tutuyor.

Diğer MOF'lar baca gazlarından karbondioksit yakalayabilir, adsorbe edilen kimyasalların reaksiyonunu veya ayrı proses tesislerinde petrokimyasalları katalize edebilir.

2014 yılında Yaghi, Evelyn Wang ve UC Berkeley ekibi, su buharı ile bağdaşan bir zirkonyum metali ve adipik asit karışımı olan bir MOF'u sentezlediler. Wang ve öğrencileri tasarlanan sistem, havaya açık bir odanın içine yerleştirilmiş, bir güneş absorbe edici ile bir yoğunlaştırıcı plaka arasında sıkıştırılmış, iki pound'dan daha büyük boyutlu MOF kristallerinden oluşuyordu. Ortam havası gözenekli MOF boyunca dağılırken, su molekülleri tercihen iç yüzeylere yapışır. X-ışını kırınımı çalışmaları, su buharı moleküllerinin küp oluşturmak üzere sekiz grup halinde toplandığını göstermiştir.

Bir pencere içerisinden giren güneş ışığı MOF'yi ısıtır ve bağlı suyu dışarıdaki hava sıcaklığındaki yoğunlaştırıcıya doğru sürer. Buhar, sıvı su olarak yoğunlaşır ve bir toplayıcıya damlar.

Wang, "Bu çalışma, yüksek bağıl nem koşulları gerektirmeyen ve mevcut teknolojilerden çok daha fazla enerji verimli havadan su toplamak için yeni bir yol sunuyor" dedi.

Yaghi, kavramsal biçerdöverin bu kanıtını iyileştirmek için çok fazla alan bıraktığını söyledi. Mevcut MOF, sudaki ağırlığının sadece% 20'sini emebilir, ancak diğer MOF malzemeleri% 40 veya daha fazla emebilir. Malzeme aynı zamanda daha yüksek veya daha düşük nem seviyelerinde daha etkili olacak şekilde ayarlanabilir.

"Orada sadece su toplayan pasif bir cihaz yaptık; şimdi hem deneysel hem de teorik temelleri atmış bulunuyoruz, böylece daha iyi materyalleri bulmak için, yapılabilecek binlerce MOF'ı tarayabiliyoruz" dedi. . "Hasat edilen suyun miktarını artırmak için çok fazla potansiyel var."

Yaghi ve ekibi MOF'larını geliştirirken Wang daha fazla su üretmek için hasat sistemini geliştirmeye devam ediyor.

"Her zaman suyun çalışması için gece boyunca nemi emen ve gün boyunca evrimleştirecek bir sistem tasarlayabilirsiniz" dedi. Çölün herhangi bir yerinde mahsur kalırsanız, bu cihaz sizin kurtarıcınız olabilir."

Daha fazla:"Water harvesting from air with metal-organic frameworks powered by natural sunlight," Science, science.sciencemag.org/lookup/doi/10.1126/science.aam8743 makalesine bakabilirsiniz.

KARBON İÇERMEYEN AMONYAKTAN HİDROJEN GAZI ÜRETİMİ İÇİN KATALİZÖR

2018-10-29T22:25:00.001+03:00

ÖZET

Daha fazla:Katsutoshi Nagaoka et al. Carbon-free Hproduction from ammonia triggered at room temperature with an acidic RuO/γ-AlOcatalyst, Science Advances (2017). DOI: 10.1126/sciadv.1602747 makalesine bakabilirsiniz.

TOKSİK NİTRATLARI HAVAYA VE SUYA DÖNÜŞTÜREN KATALİZÖR

2018-10-29T22:20:00.001+03:00

(Rice Üniversitesi'nin indiyum-paladyum nanopartikül katalizörleri, toksik molekülleri hava ve suya dönüştürerek nitratları içme suyundan temizler.)

Rice Üniversitesi'ndeki Nanoteknoloji Etkin Su Arıtımı (NEWT) Merkezi mühendisleri, toksik nitratları havaya ve suya dönüştürerek temizleyen bir katalizör buldu.

Rice Üniversitesi kimya mühendisi Michael Wong; ”Nitratlar ağırlıklı olarak dünyanın dört bir yanındaki tarım arazilerindeki nitratlı gübrelerinin yeraltı sularına karışmasıyla ortaya çıkar,” dedi. “Nitratlar hem çevresel hem de çok zehirli olduklarından sağlık açısından tehlikelidirler. Nitratları sudan alabilen iyon değiştirme filtreleri var, ancak bunları tekrar kullanmak için birkaç ayda bir yıkanması gerekiyor ve bu yapıldığında konsantre bir nitrat dozu su kaynağına tekrar aktarılmasına neden olur.”

Wong'un laboratuarı, kimyasal reaksiyonları hızlandıran nanopartikül bazlı katalizörlerin, alt mikroskobik metal parçaları geliştirilmesinde uzmanlaşmıştır. 2013'te grup, paladyum lekeleri bulunan küçük altın kürelerin, nitratların daha toksik kimyasal kuzenlerinden olan nitritleri parçalayabileceğini gösterdi.

Wong, "Nitratlar bir azot atomu ve üç oksijen atomu bulunan moleküllerdir" dedi. "Nitratlar bir oksijeni kaybederlerse nitrit haline gelir, ancak nitritler nitratlardan daha zehirlidir, bu nedenle nitrit'le uğraşmak istemezsiniz. Ayrıca, nitratlar daha yaygın bir sorundur.

"Son olarak, nitratları gidermenin en iyi yolu, onları azot ve oksijenle tamamen parçalayan katalitik bir işlemdir, ya da bizim durumumuzda, azot ve su, çünkü biraz hidrojen ekliyoruz" dedi. "Dünya atmosferinin yüzde 75'inden fazlası gaz halinde azottan oluşmaktadır, bu yüzden nitratları hava ve suya dönüştürüyoruz" dedi.

Nitratlar bebekler ve hamile kadınlar için toksiktirler ve kanserojen olabilirler. Nitrat kirliliği, özellikle gübrelerin yoğun olarak kullanıldığı ABD Corn Belt ve California'nın Central Valley'deki tarım topluluklarında yaygın olarak görülmektedir ve bazı çalışmalar, arazi kullanım modellerinin değişmesine bağlı olarak nitrat kirliliğinin arttığını göstermiştir.

Hem nitratlar hem de nitritler, güvenli içme suyu için izin verilen sınırları belirleyen Çevre Koruma Kurumu tarafından düzenlenir. Kirli kuyular ve göllere sahip bölgelerde, tipik olarak içme suyunu nitratları ve nitritleri yok etmeksizin yakalayan ve çıkaran iyon değişim mekanizmaları ile ön muamele etmektir.

Wong'un ekibi önceki çalışmalarından, altın-paladyum nanoparçacıklarının nitratları parçalamak için iyi bir katalizör olmadığını biliyordu. Wong'un laboratuvarında araştırma bilim adamı olan Kim-Heck'in ortak yazarı, yayınlanmış bir bilimsel literatürün araştırılmasının başka bir olasılık olduğunu söyledi: indiyum ve paladyum.

Heck, "Bunu optimize edebildik ve bir paladyum küresinin yaklaşık yüzde 40'ını indiyum ile kaplamanın en aktif katalizörü verdiğimizi bulduk" dedi. "Daha önce yayınlanmış olan çalışmalarda bulduğumuz her şeyden yüzde 50 daha etkiliydi,ama niçin daha iyi olduğunu anlamaya gerçekten ilgi duyuyorduk ve bunun için bu reaksiyonun ardındaki kimyayı keşfetmek zorundaydık. "

Purdue Üniversitesi'nden kimya mühendisliği meslekdaşları Jeffrey Miller ve Houston Üniversitesi'nden Lars Grabow'ın işbirliğiyle, Rice ekibi indiyumun nitratların parçalanmasını hızlandıracağını ve paladyumun indiyumun kalıcı olarak okside olmasını engellediğini buldu.

"İndiyum oksitlenmeyi seviyor," dedi Heck. "In situ çalışmalarımızdan katalizörlerin nitrat içeren solüsyonlara maruz bırakılmasının indiyumun oksitlenmesine neden olduğunu bulduk. Ancak hidrojene doymuş su ilave ettiğimizde, paladyum oksijenin bir kısmını hidrojen ile birleşerek su oluşturmasını sağladı ve bu indiyumun indirgenmiş bir halde kalmasına neden oldu ve burada daha fazla nitrat ayırmak serbest kaldı."

Wong, ekibinin bu işlemi ticari olarak uygulanabilir bir su arıtma sistemine dönüştürmek için endüstriyel ortaklar ve diğer araştırmacılar ile çalışacağını söyledi. "NEWT içeri giriyor" dedi. "NEWT, temel bilim bulguları edinmek ve bunları gerçek dünya koşullarında dağıtılmakla ilgili: Bu, NEWT'de anlaşılan kimyasalın yer aldığı bir örnek olacak ve bir sonraki adım, bir bilimsel araştırmanın kanıtını gösterecek bir akış sistemi oluşturmaktır.”

NEWT, Rice merkezli çok merkezli bir mühendislik araştırma merkezidir ve Milli Bilim Vakfı tarafından 2015 yılında milyonlarca insana temiz su sağlayacak ve ABD enerji üretimini daha fazla hale getirebilen kompakt, mobil, off-grid su arıtma sistemleri geliştirmek üzere kurulmuştur. sürdürülebilir ve düşük maliyetlidir.

BİLİM ADAMLARI DİŞ MİNESİNİ REJENERE EDEBİLECEK MATERYALLER GELİŞTİRİYOR

2018-10-29T22:15:00.002+03:00

(Emaye benzeri malzeme yakın çekim.)

Londradaki Queen Mary Universitesi araştırmacıları, diş minesini ve kemiği gibi sert dokuları canlandırabilecek mineralli materyaller üretmenin yeni bir yolunu geliştirdiler.

Dişlerimizin dış kısmında yer alan emaye, vücuttaki en sert dokudur ve dişlerimizin, ısırma kuvvetlerine, asitli yiyeceklere ve içeceklere ve aşırı sıcaklıklara maruz kalmasına rağmen, ömrünün büyük bir bölümünde işlev görmesini sağlar. Bu dikkate değer performans, yüksek düzeyde organize edilmiş yapısından kaynaklanmaktadır.

Bununla birlikte, vücudun diğer dokularından farklı olarak, mine kaybolduktan sonra yeniden canlandıramaz, bu da ağrı ve diş kaybına yol açabilir. Bu problemler dünya nüfusunun yüzde 50'sinden fazlasını etkilemektedir ve bu nedenle mine'yi yeniden yaratmanın yollarını bulmak uzun zamandır diş hekimliğinde büyük bir ihtiyaç olmuştur.

Nature Communications'da yayınlanan çalışma, bu yeni yaklaşımın, dental emaye gibi görünen ve davranan dikkat çekici bir hassasiyet ve düzen ile materyaller oluşturabileceğini göstermektedir.

Malzemeler diş çürümesinin veya diş hassasiyetinin önlenmesi ve tedavisi, ayrıca dentin hipersensitivitesi olarak da bilinen çok çeşitli diş komplikasyonları için kullanılabilir.

Queen Mary's Mühendislik ve Malzeme Biliminde diş hekimi Sherif Elsharkawy, “Bu heyecan verici çünkü mineralizasyon platformunun basitliği ve çok yönlülüğü, diş dokularını tedavi etmek ve iyileştirmek için fırsatlar yaratıyor. Örneğin, dentin hipersensitivitesinin tedavisi için insan dişlerine maruz kalan dentin tübüllerini infiltre edebilen, mineralize edebilen ve koruyabilen aside dirençli bandajlar geliştirebiliriz” dedi.

Geliştirilen mekanizma, apatit nanokristallerin büyümesini, vücudumuzda diş minesinin gelişmesiyle birlikte bu kristallerin nasıl büyüdüğüne benzer şekilde, çoklu ölçeklerde büyümeyi ve yönlendirmeyi sağlayan spesifik bir protein malzemesine dayanmaktadır. Bu yapısal organizasyon, doğal diş minesinin sergilediği olağanüstü fiziksel özellikler için kritik öneme sahiptir.

Queen Mary üniversitesi Mühendislik ve Malzeme Bilimi Yüksek Okulu'nda, Prof. Alvaro Mata şunları söyledi, "Malzeme biliminde önemli bir amaç, moleküler yapı bloklarının kesin kontrolüne dayanan yararlı materyaller geliştirmek için doğayla ilgili bilgi edinmektir. Önemli keşif, çoklu ölçeklerde mineralizasyon sürecini kontrol etmek ve yönlendirmek için düzensiz proteinleri kullanma olasılığı olmuştur. Bu sayede, geniş alanlar üzerinde ve hiyerarşik olarak düzenlenmiş mimariyi taklit eden sentetik materyalleri kolayca büyütmek için bir teknik geliştirdik ve özelliklerini ayarlayabilecek kapasiteye sahip olduk.”

Cevherleşme işleminin kontrolünün sağlanması, kemik ve dentin gibi emaye dışında farklı sert dokuları taklit eden özelliklere sahip malzemeler oluşturma olasılığını ortaya çıkarır. Bu nedenle, çalışma rejeneratif tıpta çeşitli uygulamalarda kullanılma potansiyeline sahiptir. Ek olarak, çalışma ayrıca insan fizyolojisi ve patolojisinde protein bozukluğunun rolüne dair bilgiler sunmaktadır.

(Emaye benzeri malzeme yakın çekim.)

Nanoteknoloji Nedir? Faydaları ve Kullanım Alanları Nelerdir?

2016-09-14T07:40:00.000+03:00

‘Nano’ kelimesi kök olarak Yunancadan gelmekte ve cüce anlamında kullanılmaktadır. Bir Nanometre (nm) metrenin milyarda biri kadar bir uzunluğa sahiptir ve teorik olarak milimetrenin de milyonda biri kadar bir uzunluktur. İnsan saç teli ile bir kıyaslama yaptığımızda yaklaşık olarak saç telinin onbinde biri kadar bir kalınlığa sahiptir.Ayrıca saç kılının seksen binde biri büyüklüğüne sahip parçacıkları ifade etmektedir. Bir futbol topu ile dünyayı karşılaştırmamız nano boyutu ifade etmede yanlış bir karşılaştırma olmayacaktır. Nanoteknoloji Nedir? Nanoteknoloji; atomların ve moleküllerin en küçük birimlerini ifade etmek ve maddeyi atomik boyutu ile kontrol etmek amacı ile kullanılmaktadır. Atom üstüne atom koyarak yeni maddeler oluşturmayı ve mevcut maddelerin moleküler yapısını değiştirerek yeni maddeler oluşturma çalışmalarını içermektedir. Eğer doğadaki atomik dizilim taklit edilebilir ya da kopyalanabilirse atomlar hareket ettirilebilir ve böylece birçok farklı madde oluşumu sağlanabilir… Bu düşünce günümüzde nanoteknolojiye olan ilgiyi artırmakla beraber bu alandaki çalışmaları da hızlandırmıştır. Birçok dalda mevcut sınırlar kaldırılabilir ve kömür gibi bir maddenin molekülleri değiştirilerek elmas elde edilebilir.

Nanoteknoloji Nerelerde Kullanılır?

Nanoteknolojinin alanı oldukça geniştir ve genişlemektedir. Günümüzde fizik, kimya, biyoloji,bilgisayar,malzeme bilimi,elektronik gibi alanlarda kullanımının yanında, tıp alanında da oldukça çarpıcı gelişmelere imkan sağlamaya başlamıştır.Gelişmekte olan bir teknolojidir,kısıtlı sayıda uygulamaları olsa da gelecek adına çok daha geniş yelpazelere yayılacağı ortadadır .
Nanomateryallerin üretimi ile birlikte çok daha dayanıklı ulaşım araçları ve kirlenmeyen, paslanmayan eşyalar;hatta kendi kendini temizleyen giysiler üretilebilecektir.
Şu bir gerçek ki nanteknoloji gelecekte insanlığın kökten değişimlere hazırlıklı olması gerektiğini şimdiden birçok uygulaması ile göstermektedir. Herkesin kendi bilgisayarını ürettiği ve emirler verdiği sistemler düşleyelim. Atomların sonsuz kere tekrar tekrar dönüştürülebilir olması ile birlikte sermayeler, para birimleri, ticaret hayatı ne şekilde şekillenir;bunlar da merak konusudur.Bilim adamlarının hayal ve bilgi dünyasına açık birçok yenilikle, belki de doğada taklit edilemeyen hiçbir şey kalmayacak.Maddelerin nano dünyalarının makro dünyalarından farklı olduğunu düşündüğümüzde kimyasal birçok reaksiyonun da açığa çıkma olasılığı doğmuş olacaktır.
Daha az maliyet ve daha fazla üretim sağlanılabilir. Yaşam kalitesinin artmasında önemli bir etkendir. Daha sağlıklı ve güvenli bir yaşam sunar. Zaman ve maliyet kaybı en az seviyelere düşebilir.
TÜBİTAK’ın 2023 Vizyon Programı’nda da nanoteknoloji çalışmaları için bir yol haritası oluşturulmuştur. Bilkent Üniverisitesi’nin Ulusal Nanoteknoloji Araştırma Merkezi (UNAM) bu alanda büyük bir gelişim sağlamaktadır. Türkiye’nin her yerinden araştırmacılar bu kurumdan yararlanabilmektedir. Gebze Yüksek Teknoloji Enstitüsü,TÜBİTAK, MAM gibi merkezler de bu araştırmalar için yeterli donanıma sahiptir. Türkiye’de şuan nanoteknoloji alanında 13 yeni nanoteknoloji şirketi vardır. Dünya’nın en küçük Türk bayrağı (100 nm eninde – 2 nm boyunda) Bilkent Üniversitesi Nanoteknoloji Araştırma Merkezi

Bu teknolojiyle üretilebilecek birçok mikroskobik aygıtlar belki de damarlarımızda dolaşacak ve birer uzman gibi tedavi sağlayacaklardır. Nano boyuta sahip yapıların fiziksel özelliklerini anlaşılması ile yeni bir nanoskopik dünya ile bir köprü kurulabilir.

Gelecekte en büyük sorunlardan biri olacak olan kullanılabilir su kaynakları da, bu teknoloji ile kendisini yenileyebilecektir. Belki de yakın bir tarihte insan vücudunda çalışabilecek biyolojik ve farmokolojik bilgisayarlar bu şekilde üretilebilir. Nanoteknoloji için, çağımızın anahtar teknolojisi olduğunu söyleyebiliriz.

Nanoteknolojinin Hayatımıza Etkileri Nelerdir?

Şu bir gerçek ki nanteknoloji gelecekte insanlığın kökten değişimlere hazırlıklı olması gerektiğini şimdiden birçok uygulaması ile göstermektedir. Herkesin kendi bilgisayarını ürettiği ve emirler verdiği sistemler düşleyelim. Atomların sonsuz kere tekrar tekrar dönüştürülebilir olması ile birlikte sermayeler, para birimleri, ticaret hayatı ne şekilde şekillenir;bunlar da merak konusudur.Bilim adamlarının hayal ve bilgi dünyasına açık birçok yenilikle, belki de doğada taklit edilemeyen hiçbir şey kalmayacak.Maddelerin nano dünyalarının makro dünyalarından farklı olduğunu düşündüğümüzde kimyasal birçok reaksiyonun da açığa çıkma olasılığı doğmuş olacaktır.

Nanoteknolojinin Yararları Nelerdir?

Daha az maliyet ve daha fazla üretim sağlanılabilir. Yaşam kalitesinin artmasında önemli bir etkendir. Daha sağlıklı ve güvenli bir yaşam sunar. Zaman ve maliyet kaybı en az seviyelere düşebilir.

Türkiye’de Nanoteknoloji Çalışmaları

Türkiye Bilim Merkezleri Vakfı Bilim Merkezi’nin bir nanoteknoloji atölyesi bulunmaktadır. Ülkemizde şuanda bu alandaki önemli adımlar artırılmakta ve çalışmalar sürdürülmektedir.
TÜBİTAK’ın 2023 Vizyon Programı’nda da nanoteknoloji çalışmaları için bir yol haritası oluşturulmuştur. Bilkent Üniverisitesi’nin Ulusal Nanoteknoloji Araştırma Merkezi (UNAM) bu alanda büyük bir gelişim sağlamaktadır. Türkiye’nin her yerinden araştırmacılar bu kurumdan yararlanabilmektedir. Gebze Yüksek Teknoloji Enstitüsü,TÜBİTAK,MAM gibi merkezler de bu araştırmalar için yeterli donanıma sahiptir. Türkiye’de şuan nanoteknoloji alanında 13 yeni nanoteknoloji şirketi vardır.

Kağıt Üretimi Nasıl Yapılır?

2014-12-19T13:57:00.000+02:00

Günümüzde kağıt, yazı yazmak başta olmak üzere, süs eşyalarının yapımı, ev duvarlarının süslenmesi, çeşitli ürünlerin paketlenmesi gibi birçok alanda kullanılmaktadır. Kağıt üretiminde önce, ilk yazılar, taşlar üzerine yazılmıştır. Daha sonra ağaç kabukları, yapraklar ve fildişi üzerine yazıldı. Bunların haricinde, yazı yazmak için, farklı toplumlar farklı araçlar kullandı. Örneğin Romalılar, kurutulmuş hayvan derileri (deriler kıllardan arındırılarak işlenirdi), mum kaplanmış tahta parçaları kullanırdı, Babilliler ise kil tuğlalar kullanmıştır. İlk olarak kağıt M.Ö. 2500-2000 yılları arasında, Nil nehri kıyılarında büyüyen uzun saz ağaçlarından yapılmıştır. Buna papirüs adı verilmiştir. Papirüs yapımında, sazların yan yana dizilmesiyle oluşan tabakalar, birbirinin üstüne yerleştirilir ve preslenip kurutulurdu. Papirüs ile kağıt arasındaki temel fark, kağıdı oluşturan maddelerin, lif yapısına indirgenip yeniden düzenlenmesidir. Günümüzde kullanılan kağıtla yakın özellikte olan, bitki, liflerinden yararlanılarak yapılan kağıt üretimi, MS 105 yılında Çinde yaşayan bir memur olan Ts’ai Lun tarafından icat edilmiştir. Bu dönemde eski balık ağlarını, paçavraları, bitki artıklarının, büyük miktarda su içine kaynatılıp, karıştırılmasıyla elde edilen kağıt hamuru kurutulup presten geçirilerek kağıt elde edilirdi. Avrupa’da ise bu yöntemleri kullanarak kağıt üretimi 1151 yılında İspanya’da yapılmıştır. Özellikle matbaanın icat edilmesinden daha hızlı kağıt üretim gereksinimi arttı. 18. Yüzyılda yaban arılarının kendilerine yaptıkları kağıt kovanı incelenerek günümüzde kullanılan kağıt üretim teknolojisi geliştirilmeye başlanmıştır. 1798 yılında ilk kağıt fabrikası yapılmıştır. Bu makine, büyük kayışın fıçı içindeki kağıt hamurunu kullanarak ince kağıda dönüştürdüğü basit bir makineymiş. Bunun ardından 1908 yılında silindirli makine üretilmiştir. Ülkemizde ilk kağıt üretimi XV.yy’ da Kağıthane’de; ikincisi XVIII.yy’ da Beykoz’ da üçüncüsü de XIV.yy’ da Yalova’ da başlamıştır. Cumhuriyetin ilanıyla birlikte kağıt fabrikalarının sayıları hızla artmıştır. Cumhuriyet devrinde kâğıt mühendisi olan Mehmet Ali Kâğıtçı tarafından hazırlanan etüt ve projeye göre ilk kâğıt ve karton fabrikasının temeli, 1934 yılında İzmit’te atıldı ve ilk Türk kâğıdı 18 Nisan 1938 yılında yapıldı. 1955 yılında Seka İşletmeleri adını almıştır. Daha sonra Seka tesislerine, Çaycuma selüloz, Aksu (Giresun), Dalaman (Muğla), Balıkesir, Afyon, Antalya ile İzmir’in Çiğli kâğıt fabrikası da eklendi. 2009 yılı verileri doğrultusunda, dünyadaki kağıt ve karton üretimi yaklaşık olarak 370,7 milyon ton civarındadır. Günümüzde modern kağıt hamuru ve kağıt endüstrisinde küresel olarak Çin ve hemen ardından ABD en büyük üreticilerdir. Çin dünya kağıt ve karton üretiminin %24’ünü yapmaktadır. Türkiye ise yıllık 2,5 milyon ton kağıt ve karton üretimiyle 25. sırada bulunmaktadır. 19. yüzyılın sonunda ladin, köknar gibi ibreli ağaç odunları ve daha sonraları geniş yapraklı ağaçların odunları kağıt yapımında kullanılmaya başlanmıştır. Kağıt yapımında kullanılacak odun ne mobilya yapımında kullanılan gibi çok kaliteli, ne de yakacak olarak kullanılan gibi çok kalitesiz olmalıdır. Günümüzde buğday, arpa, çavdar, pirinç gibi tahılların saplarından ve pamuktan elde edilen lifsel maddeler de yoğun olarak kaliteli beyaz hamur üretiminde kullanılmaktadır. Her nekadar liflerin elde edilmesinde ağaçlar ana kaynak ise de kâğıtların arasındaki kalite farkını kullanılan lifin türü, lapanın hazırlanışı, içine katılan malzemeler, kimyasal veya mekanik usuller tayin eder. Sentetik ve hayvansal liflerin de bu alanda kullanılması düşünülmüş, ama söz konusu maddelerin, pahalı olmaları nedeniyle, geniş çaplı uygulamalara elverişli olmadığı anlaşılmıştır. Bu nedenle kağıt yapımında, aşağı yukarı yalnızca bitki liflerinden (selüloz) yararlanılmaktadır. Çeşitli boy ve biçimde olabilen bu lifler, iki yanı kapalı içi boş borucuklara benzer.

Kağıt Hamuru Üretimi: Mekanik ve kimyasal (pişirme) olmak üzere başlıca iki yöntem kağıt hamuru üretiminde kullanılmaktadır. Mekanik yöntem ile üretilen kağıt hamurundan daha düşük kalitede (gazete kağıdı gibi) kağıt üretilmektedir. Mekanik hamur hazırlama yönteminde daha çok yaprağını dökmeyen ağaçlar kullanılır. Bunun için ağaçlar kesilerek kütük haline getirilir ve ardından kütüklerin kabukları soyulur. Kütükler bir öğütücüde ufalanarak küçük parçalara ayrılır. Parçalama işleme su ile yıkanarak yapılmaktadır. Öğütücüye verilen su miktarı azalırsa sıcaklık artar ve daha büyük parçalar elde edilir. Parçalar ne kadar ufak olursa, o kadar iyi sonuç alınmaktadır. Odun parçaları (lif) ve sudan oluşan karışıma kağıt hamuru denilmektedir. Bu karışım birçok kez elekten geçirilerek, büyük parçaların küçültülmesi için yeniden işleme sokulur. Ardından, hamurdaki fazla su, değiştirici veya yalın makine ile hamurdan alınır. Kimyasal (pişirme) yöntemde de, mekanik yöntemde olduğu gibi çok küçük parçalara ayrılır. Kimyasal yöntemi diğerinden ayıran özellik istenmeyen maddelerin ayırılmasında su yerine kimyasal madde kullanılmasıdır. Bu şekilde daha yüksek miktarda istenmeyen madde hamurdan uzaklaştırıldığı için daha kaliteli kağıt elde edilmektedir. Kimyasal yönteminde, asit şerbeti yöntemi ve alkali şerbeti yöntemi olmak üzere iki farklı yöntem kullanılmaktadır. Kimyasal yöntemle pişirme işlemi uygulandıktan sonra, hamur içindeki yabancı maddelerin uzaklaştırılması amacıyla yıkama işlemi yapılır. Yabancı maddeleri uzaklaştırmak için, hem düz tablalı, hem de yuvarlak tablalı elekler kullanılır. Günümüzde merkezkaç ve girdaplı temizleyiciler, eleklerin yerini almaktadır. Girdaplı temizleyicide hamur, hızla döndürülüp üst kenardan dışarı alınırken, daha ağır olan yabancı maddeler dibe çökerler. Çok kullanılan bir merkezkaç makina da, döner vakum filtredir. Söz konusu makine bir fıçı içinde dönen bir tek tamburdan oluşur. Emme sonucu bir tabaka hamur, tamburun üstüne çıkar ve şerbet dışarı atılır. Hamur daha sonra, sıcak su fıskiyeleriyle yıkanır ve neşterle tamburdan kazınarak alınır. Hamurun yıkanmasından sonra hamurun türüne ve kullanım amacına göre ağartma yapılır. Ağartma, yalnızca bir ağartma şerbetinin eklenmesinden, çok aşamalı kimyasal işlemlerin uygulanmasına kadar değişen çeşitli yöntemlerle gerçekleştirilebilir. Kimyasal pişirme yöntemi ile hazırlanan kağıt hamurlarına dövme işlemi uygulanır. Mekanik yöntem ile elde edilen hamurlar üretim sırasında zaten slayterlerde veya diskli rafinörlerde dövmeye benzer bir etkiye uğradıklarından, bu yöntemle elde edilen hamurlara dövme işlemi uygulanmamaktadır. Dövme ile liflerin özel yüzeyi 4-6 kat artar, lifler incelir ve esneklik kazanır böylelikle kağıt yapmaya daha uygun hale gelir. Bu şekilde bitkisel liflere istenen fiziksel özellikler verilerek istenilen özellikte kağıt elde edilmesi sağlanmaktadır. Dövme sırasında hamura, çeşitli boya ve dolgu maddeleri katılabilir. Dolgu maddeleri, kağıdın opaklık, yumuşaklık, beyazlık, renklilik, yüzey düzgünlüğü, mürekkep emme yeteneği gibi özelliklerini iyileştirmek amacıyla eklenir. Bunlar aynı zamanda kağıdı, boyutları açısından dengeli hale getirmeye ve iyi bir son görünüş verilmesine de yarar. Örneğin; kağıt hamurunu beyazlatmak amacıyla çoğunlukla kil, titan iioksit ve tebeşir gibi beyaz maddeler kullanılmaktadır. Kağıdın suya karşı direncinin arttırılması, su tabanlı mürekkeplerin etkisiyle kağıdın yırtılmasını engellemek amacıyla kağıt hamuruna reçineler katılır. Bu şekilde su tabanlı mürekkeplerle yazı yazılabilir. Baskı mürekkepleri, petrol ya da alkol tabanlı olduğundan basım için kullanılan kağıtların reçinelenmesine gerek yoktur. Bununla birlikte üretilen kağıtların büyük kısmında reçinelenme yapılmaktadır. Kağıtlarda renklendirme amacıyla çeşitli renk pigmentleri ve boya maddeleri eklenmektedir. Dolgu maddeleri, dövme yerine makinanın giriş bölümünde de hamura karıştırılabilir.

Kağıt Üretimi: Kağıt üretiminde en çok kullanılan makina, Fourdriniert’dir. Adını, 1803’te Hertfordshire’da bu makinayı ilk kez yapan iki kırtasiyeci kardeşten almıştır. Fourdrinier makinasında kağıda, keçe parçaları üstünde biçim verilir. Son işlemler elle yapılır. Modern makinalardaysa süreç, seyreltik hamurla başlar, kurutma ucundaki kağıt bobinlerde biter. Hamur, tel ya da plastik ızgaradan oluşan sonsuz bant üstüne verilir. Hamur, ızgaraya verildiği ilk noktada yandan silkelenir. Bu hareket, lif ağının dizilişini düzenler. Izgaranın deliklerinden su akmaya başlar ve hamur, liflerin kapanmasıyla sık bir ağ haline gelir. Izgaranın altına yerleştirilmiş vakum kasalarıyla, kalan su emilir. Bu noktada, aynı zamanda, tel kaplı hafif bir merdane, hamur tabakasına üstten hafifçe bastırır. İstenirse, merdane üstündeki tele verilen özel biçimle, kağıda yapımcının filigranı da çıkarılabilir. Kağıt, ızgaradan bir çift merdane (ya da son model makinalarda olduğu gibi, tek bir emici merdane) yardımıyla ayrılır. Bu noktaya kadar ayrılan su, lif ve kimyasal maddeler bakımından zengindir. Bunların büyük bir bölümü yeniden kullanılır. Keçe üstüne alınan kağıt, merdaneler arasında sıkılır. Kağıttaki su içeriği artık % 65’e kadar düşmüştür. Kağıt, makinanın kuru yanına geçer ve buharla ısıtılmış bir dizi demir merdaneyle, nem oranı yaklaşık %34’e indirilir. Bu aşamada kağıt, perdahlama merdanelerine aktarılır. Pürüzsüz demirden yapılmış olan perdahlama merdaneleri, kağıt yüzeyini parlatır. Son işlem, kağıdın nem içeriğinin ayarlanması ve statik elektriğinin azaltılmasıdır. Bundan sonra kağıt, büyük bobinlere sarılır. Bobin halinde kullanılacak kağıt boyuna kesilir. Ötekiler, genellikle formalar halinde hazırlanır. Daha düzgün ve temiz kenarlı olması için bazı kağıtlar, ayarlı giyotine gönderilir. Tabaka haline getirilmiş kağıtlar denetimden geçirilir. Bozuk ya da yırtık olanların ayrılmasından sonra, sayılarak paketlenir.

Deney-7 Alev Fotometresi

2014-09-13T12:16:00.000+03:00

DENEY ADI Alev Fotometrisi İle Na⁺ Tayini

1-) AMAÇ Alev Fotometresinin Temel İlkelerinin İncelenmesi ve Standart Katma Yöntemi İle Verilen Bir Örnekteki Na⁺ Derişiminin Bulunması

2-) TEORİK BİLGİ

2.1.) ALEV FOTOMETRİSİ

Biyolojik sıvılarda en çok sodyum, potasyum, lityum konsantrasyonlarının ölçümlerinde kullanılan bir yöntemdir. Flame Atomic Emission Spectroscopy FAES veya Flame Emission Spectroscopy FES diye adlandırılır.

Temel ilkesi bazı metallerin atomları sıcak alev yoluyla verilen ısı enerjisini absoblayarak uyarılırlar ve vu enerjiyi belirli dalga boylarında yaptıkları ışıma ile geri verirler ve temel hale dönerler. AAS’nin tersi bir yöntemdir. Alev fotometrisinde iyonların reaksiyonu şöyledir.

Alkali metalleri bir alev ile uyarılmaya uygundur. Lityum kırmızı bir emisyon yayar. Dalga boyu 671 nm’ye karşılık gelir. Sodyum sarı bir emisyon yayar. Dalga boyu 589 nm’ye karşılık gelir. Bu renkler ve dalga boyu her atom için karakteristiktir. Bundan iki yönde faydalanılabilir.

1- Emisyon frekansını ölçerek atomun türünü belirleyebiliriz.

2- Emisyon şiddetini ölçerek o atomun incelenen materyaldeki konsantrasyonunu belirleyebiliriz. Alevdeki atomların %1-5 kadarı uyarılır. Bu miktar kantitasyon için yeterlidir. I = k [A⁺]

Teknik açıdan numunenin aleve verilmesi, (numune uygulanması) uygun alevin oluşturulması ve emisyonun ölçülmesi gibi basamaklar önemlidir.

Numune Uygulanması

Alev fotometrisi, atomun herhangi bir numunedeki konsantrasyonunu ölçmede kullanıldığından, numuneyi aleve veren sistemin , her zaman için sabit bir oranda vermesi gerekmektedir. Aksi takdirde salınan ışık ile atom konsantrasyonu arasında direkt bir ilişki kurulamaz. Normal alev fotometrisinde bu numune çözeltisini aleve pıskırtmak yoluyla gerçekleştirilir. Çözücü alevin içinde anında buharlaşır. Atomlar da ince dağılımlı bir gaz olarak kalırlar.

İki tür enjektör kullanılmaktadır. Her ikisinde de numuneyi içeren kapiler bir borunun ucundan komprese edilmiş hava verilir. Hava kapiler borudan küçük sıvı damlacıklarını emer “aerosol” oluşturur.

1. Cloud Chamber(Toz Bulutu) sisteminde, spray, bir expansiyon(genişleme) odacığına verilir. Böylelikle kan numune basıncı ve akış hızı azalmıştır. Büyük damlacıklar aerosolden ayrılarak çöker ve de yavaş akan çok ince bir spray ateşleme sistemine aktarılır.

2. Direkt enjeksiyon sisteminde spray hemen hemen direkt olarak alevepıskırtılır.

Birinci sistemin diğerine göre avantajları; Çok ince ve yavaş akan spray alevin stabilitesini bozmaz. Ayrıca operasyon sırasında sistem akustik yönden sessizdir. Dezavantajları; Aleve numunenin çok az bir miktarı uygulanmış olur.(%10). Ayrıca enjeksiyon ile aleve numunenin erişmesi arasında geçen zaman diğer sisteme göre daha fazla olduğundan numunenin uygulanışları arasında daha uzun zaman gerekmektedir.

Uygun Alevin Oluşturulması

Alev fotometrisinde alev son derece stabil olmalıdır. Zaman içinde alevin ısısı ya da yapısı değişecek olursa numunenin vereceği emisyonda değişecektir. Alev hızlı iniş çıkışlar göstermemelidir. Alevin ısısı incelenecek atomları uyarabilecek kadar yüksek olmalıdır. Ne kadar yüksek olursa uyarılan atomların total atom sayısına oranı o kadar yüksek olacaktır. Ancak çok sıcak olursa uyarılma derecesi çok fazla olur ve elektronlar tümüyle atomdan koparılıp iyonizasyonla sonuçlanabilir.

Alev oluşturmada genel olarak propan, bütan, asetilen ve hidrojen yakıtları kullanılır. Hidrojen yakıt olarak kullanıldığında oksidan oksijen diğerlerinde havadır. Propan 1925°C için, Bütan 1840°C Na, Li ve K için, Asetilen 2250°C orta sıcaklıkta Ca ve emisyon analizlerinin çoğu için, Hidrojen 2700°C yüksek sıcaklık içindir.

Alevden Emisyonun Ölçülmesi

Alev reaksiyona giren gazların kompleks bir karışımıdır. Bu gazlar sıcak olduğundan numune olmadan da belli bir ışıma yaparlar. Buna “background” denir. Numune tarafından yayılan radyasyon bu background ile çakışabilir. Aleve ait background’u ve incelediğimiz atom dışındaki atomlarca yayılan emisyonların elimine edilmesi gerekmektedir. Cihazın monokromotörü ne kadar dar ise eliminasyon işlemi o kadar verimli olur. İyonik olmayan materyaller yakıldığında değişik dalga boylarında emisyon saptanır. Bu sürekli emisyondur ve bir elemente bağlı tek dalga boyunda çizgisel emisyondur. Bu nedenle dış ortama bağlı sürekli emisyonu ortadan kaldırıp elementin kendine ait çizgisel emisyon maksimumunu geçiren monokromotör idealdir.

Analiz Yöntemi

1-Direkt Okuma Yöntemi

Bazı eski modellerde sodyum ve potasyum standart çözeltileri atomize edildikten sonra direkt olarak aleve verilirler. Daha sonra aynı şekilde numune çözeltileri seyreltilmiş olarak uygulanır. Bu yöntemin bazı sakıncaları vardır. Hava ve gaz basıncındaki hafif oynamalar cihazın okumasında dengesizlik yapabilir. Aynı seyreltmeler için ayrı okumalar gerekebilir. Ayrıca potasyuma ait sinyal numunesi sodyum içeriğine bağlı olarak şiddetlenebilir. Bu olay karşılıklı uyarılma şöyle gerçekleşebilir. Uyarılan bir sodyum atomu enerjisini potasyum atomuna transfer edebilir. Buna bağlı olarak daha çok potasyum atomu uyarılır ve ışık emisyonu artar. İdeal olarak standartlardaki sodyum ve potasyum konsantrasyonları bilinmeyen numunedekine yakın olmalıdır.

2-İndirekt Okuma Yöntemi (Internal Standart)

Bu yöntemde tüm standart, kör ve numunelere eşit konsantrasyonlarda lityum ve sezyum eklenir. Lityum yüksek emisyon şiddeti gösterir, normalde biyolojik sıvılarda mevcut değildir ve farklı dalga boyunda emisyon yapar. Alev Fotometresi incelenen elementin emisyonu ile referans lityum elementinin emisyonunu kıyaslamaktadır. Bu şekilde emisyon oranlarının ölçülmesi atomizasyon hızlarını, alev stabilitesini ve çözelti viskozitesine bağlı farklılıkları kompanse eder. Bu şartlarda lityum standart değil referans elementi olarak fonksiyon görmektedir. Lityum seyreltme çözeltisinde potasyum ve sodyumun değişik konsantrasyonlarda standart çözeltileri hazırlanarak kalibrasyon eğrileri çizilir ve yanıtın linearitesi kontrol edilir. Lityumun bir başka fonksiyonu karşılıklı uyarılma olayının etkilerini minumuma indirerek bir tür radyasyon tamponu görevini yapar. Sodyum ve potasyuma göre lityum konsatrasyonu yüksek ayarlanmaktadır ve böylece sodyum atomlarının konsantrasyonu potasyum atomlarını etkilememekte, sodyuma ait radyasyonu absorblamaktadır.

Standart Katma Yöntemi ve Alev Fotometrisinde Uygulanması

Standart katma yönteminde analiz edilecek türün farklı derişimlerde standart çözeltileri hazırlanır. Analiz edilecek örnekten eşit hacimler alınarak örnek ve standart çözeltilere ilave edilir.Daha sonra derişimleri farklı standart çözeltilerin ve örneğin ölçümü yapılır. Bu sinyal absorbans veya emisyon olabilir.

Standart katma yönteminde örnek çözeltisi, sadece örneğe ait ölçüm sonucunu verir. Standartlara ait alınan ölçüm ise hem incelenen örneğe hem de ilave edilen standarta ait ölçüm sonucunu vermektedir. Ölçümler ile derişimler arasında kalibrasyon grafiği çizildiğinde standart derişiminin “0” olduğu ölçüm değeri örneğe ait ölçüm değeridir. Bu değer kalibrasyon grafiğinin denkleminde eğim değeri ve eğrinin y eksenini kestiği nokta kullanılarak hesaplanabilir.

Standart katma yönteminde, standart çözeltilerin derişimleri ile ölçümler arası kalibrasyon grafiği çizilerek hesaplama yapılabileceği gibi, standart çözeltilere standardı bilinen stok çözeltiden ilave edilen hacim ile ölçümler arası kalibrasyon grafiği çizilerek de hesaplama yapılabilir. Ancak çıkan sonuç direkt olarak derişimi vermez. Bu sonuç hacimdir ve stoktan standart çözeltiler ilave edilen hacimlere benzer. Aralarında oranlama yapılarak veya formülle derişime dönüştürülür.

Standart katma yönteminde sinyal alındıktan sonra güvenilir ve doğru sonuç için hesaplamalar önemlidir. Sonuca belirsizlik değerinin ilave edilmesi gerekir.

Analizlerde Doğruluk ve Standart Katma Yönteminin Önemi

Kimyasal analizlerde alınan her sinyalde belli bir gürültü olur. Bir ölçümün minumum tayin edilebilir miktarı vardır. Okunabilecek en küçük miktar kör sinyallerin standart

sapmasının 3 katı olmak zorundadır.

Limit of Dedection LOD veya belirtme alt sınırı olarak tanımlanan (b.a.s) değeri cihazın duyarlılığını gösterir.

Kör çözelti incelenen A türü hariç hepsini içeren çözeltidir. Yapılan ölçümlere örnekte bulunan tüm maddeler arttırıcı veya azaltıcı etki yapacağı için kör ile çalışılarak bu etkiler elimine edilir.

Standart katma yönteminin en önemli özelliği işte bu özelliktir. Çözelti ve standartların aynı ortamı içeriyor olmasıdır. Bu nedenle analizlerin doğruluğu yüksektir.

Ayrıca Standart katma yöntemi ile girişim sonucu oluşabilecek yanılgılar minumuma indirilmiş olur.

Girişimler Fiziksel, kimyasal ve spektral olmak üzere üç kısımda incelenir. Analizde yanlışlığa neden olan faktörlerin tamamı girişim olarak tanımlanır. İncelenen elementin emisyon çizgisi herhangi bir ışınımdan etkilenirse spektral girişim sözkonusudur.

Alev ölçüm koşullarını değiştiren tüm etmenler ile çözeltinin fiziksel koşullarını değiştiren tüm etmenler fiziksel girişim olarak tanımlanır. Fiziksel girişimlerde tuzlardan kaynaklanan matriks girişim önemlidir. Alevde örnek çözeltisinin çözgeni uçurulurken örnek damlacıklarından katılaşmış cisimciklerin oluşması ve bu katılaşmış cisimciklerin belli bir ışık yayımı yapmasıdır.

Kimyasal girişim sistemin serbest durumdaki nötral atom konsantrsayonunu değiştiren tüm reaksiyonlardır. Kimyasal girişim olarak iyonizasyon girişimi de görülür. Bu “spektrokimyasal tampon” kullanılarak giderilebilir. Alev temperatürü düşürülerek de iyonziasyon girişimi engellenebilir.

Standart katma yönteminde standart ve örnek ortamları aynı olacağı için yukarıda sayılan girişimler önemli ölçüde engellenmiş olur.

2.2.) ALEV FOTOMETRESİNİN TEMEL BİLEŞENLERİ

YAKICI (ALEV)

Öncelikle yakıcıya gelen çözeltinin çözücüsü buharlaştırılır. Daha sonra örnekteki metaller atomlaştırılır ve uyarılarak ışın yayması sağlanır. Alevin oluşması için kullanılan yanıcı ve yakıcı gazlar genellikle propan-hava, asetilen-hava veya N₂O-asetilendir. Alev sıcaklığının artması ile uyarılmış düzeydeki atom sayısı buna bağlı olarak da yayılan ışımanın şiddeti artar. Fakat çok yüksek sıcaklıklardaki alev, analizi yapılacak elementin iyonlaşmasına neden olabilir. Buda hataya neden olur.

AYNALAR

Sistemde yayılan ışınlar uzayda bütün doğrulara yayılırlar. Yayılan bu ışıkları alıcıda toplamak için aynalar kullanılır. Yakıcı sistemin arkasına bir ayna yerleştirilerek ışınlar yansıtılır. Alevden çıkan ışınlar ve yansıtılan ışınlar ışık yoluna gönderilir.

YARIKLAR

Bu yarıklar monokromatörden önce ve sonra kullanılır. Giriş yarığı ışımayı çevredeki bütün diğer ışınlardan ayırır. Yalnızca alevden yayılan ve aynadan yansıyan ışınların optik sisteme girmesine izin verir. Çıkışa yerleştirilen yarıktan ise sadece belli bir dalga boyu aralığındaki ışınların alıcıya geçmesine izin verilir.

Monokromatörler

UV ve görünür bölgedeki ışınları ayırmak amacı ile kullanılır. En yaygın olarak prizmalar kullanılır. Sadece belli başlı elementlerin (Na, K, Ca, Li) analizinde kullanılan daha basit bir sistem olan alev fotometresinde ( cihaz sadece emisyon şiddetini ölçer) monokromatör yerine filtreler kullanılır. Bu filtrelerden sadece dedektöre ulaşması istenen ışık geçer.

DEDEKTÖRLER

Dedektörler üzerine düşen ışığın şiddetini ölçer. En yaygın olarak kullanılan dedektör foto çoğaltıcı tüplerdir.Bunlar üzerine düşen ışınları elektrik sinyaline dönüştürürler.

3.) KULLANILAN MALZEMELER

Beher
Balon joje
NaCl tuzu
Pipet
Pınar madran doğal kaynak suyu

4.) DENEYİN YAPILIŞI

0,256 g NaCl tuzu alındı ve 100 ml’lik balon joje içerisinde çözüldü. Burada elde ettiğimiz tuz çözeltisi bizim stok çözeltimizdir. Bu çözelti içerisindeki Na⁺ iyonunun derişimini ppm cinsinden hesaplandı. 4 balon joje daha alarak stok çözeltisi yardımıyla 5ppm, 10ppm, 20ppm ve 40ppm lik derişimlerde Na⁺ bulunan çözeltileri hazırlandı.

Çözeltiler hazırladıktan sonra alev fotometresinde saf su yardımıyla sıfır ayarı yapıldı. Sonra hazırladığımız çözeltileri alev fotometrisinden geçirerek cihazdaki değerler okundu ve not edildi.

5.) SONUÇLAR

6.) GRAFİK

7.) HESAPLAMALAR

Grafiğin denklemi : y = 10,12x + 1,6
Çeşme suyunun şiddeti : 28
Ticari suyun şiddeti: 77

Çeşme suyu için:

y = 10,12x + 1,6

28 = 10,12x + 1,6

x = 2,61 ppm………………çeşme suyundaki Na⁺ iyon konsantrasyon değeri

Ticari suyun için:

y = 10,12x + 1,6

77 = 10,12x + 1,6

x = 7,45 ppm………………ticari sudaki Na⁺ iyon konsantrasyon değeri

Helyum Süper Akışkanlarda X Işını Probuyla Kuantum Vorteksler Tespit Edildi...

2014-09-10T00:19:00.000+03:00

ABD Enerji Bakanlığı SLAC Ulusal Hızlandırıcı Laboratuvarı’ nda yapılan bir deneyde süper soğutulmuş sıvı helyum mikroskopik damlacıklarda iyi düzenlenmiş 3 D kafes kuantum tornadoları (girdap, vorteks) oluşturuldu. Bu kadar küçük boyutta ilk kez böyle bir oluşum gözlendi.

Uluslararası ekip tarafından elde edilen veriler sıvı helyuma nano ölçekte yeni bakış açıları getirdi. Ekstrem koşullarda soğutulan sıvı helyum kuantum mekaniği prensiplerine göre davranarak klasik fizik kanunlarına aykırı hareket ediyor. Normalde kuantum madde çok küçük birimlere ayrıldığında devreye giren gizemli fizik kanunları. Bu süper sıvı halinde gözlenen kuantum davranışına nadir örneklerden biri.

22 Ağustos’ ta Science dergisinde yayınlanan araştırma, süper iletkenlerin elektriği %100 iletmesi gibi ya da Bose-Einstein kondensatları gibi tek bir birim gibi davranan kuantum durumlarını aydınlatabilir.

“Bu deneyde elde ettiğimiz bulgular gerçekten şaşırtıcı. Bu kadar net ve temiz sonuçlar beklemiyorduk." diyor SLAC Linac Koherent Işık Kaynağı (LCLS) baş bilim insanı ve deney lideri yardımcısı Christoph Bostedt.

“Normalde kuantum dünyasına ilişkin makroskopik boyutta belirtilere sahiptik. Daha önce elde edilen süper akışkanlardan (tam akışkan) 100000 kat daha yoğun elde edilen, bu ufak kuantum tornadolar (girdap) ve bunların bu kadar ufak damlacıklarda gözlenmesi gerçekten şaşırtıcı." diyor Stanford Üniversitesi’ nden doktora öğrencisi Ken Ferguson.

Süper Akışkanların Kuantum İzlerini Çalışmak

Helyum belli bir noktaya kadar soğutulunca sürtünme sıfıra iniyor. Hatta donma noktasının altındayken helyum gibi halen sıvı halde kalabilen pek çok sıvı var. Bu sıcaklıkta ışık sonsuz titreşime giren atomlarla zayıf etkileşime girebilir. İşte kuantum salınım hali maddenin donmasını engelliyor. Süper akışkan helyumun bu özelliği pek çok Nobel Ödülüne konu oldu. Bu sayede kapların kenarları ve dışı kaplanarak sadece moleküllerin geçebileceği delikler yaratılarak aynı sıvı yüksek sıcaklıklarda saklanabiliyor.

LCLS deneyinde araştırmacılar helyum damlacıklarını ince bir sprey şeklinde sıkarak, vakumdaki nano ölçekte inci iplikçileri gibi sıkabiliyorlar. Her damlacık jetten gelirken, saniyede 2 milyon dönüş yaparak dışarısından daha soğuk hale geliyor. X ışın lazeri alınan görüntüler düzinelerce atom genişliğinde atom genişliğinde dönen çekirdekler halinde kuantum vorteksinin oluştuğunu gözlemledi.

Soğutulmuş helyum nano damlacıkların bu hızlı dönüşü düzgün aralıklarla oluşmuş 3 boyutlu vortekslerin oluşumuna imkan tanıyor. Bu egzotik oluşum katı kristal hal yapısıyla kuantum haldeki damlacıklara ilişkin kanıtlar sunarak normal bir sıvıda oluşan tek bir girdaptan ziyade, çabucak karıştırılmış bir kahvede oluşan girdapa benziyor.

Şaşırtıcı Sonuçlar

Araştırmacılar süper akışkan damlacıklarda şaşırtıcı şekillerde gözlemledi. Normal bir sıvıda bu vorteksler fıstık şekline benzer bir hal alır. %1 süper akışkanda beklenmeyen tekerlek benzeri şekiller gözlendi. Lawrence Berkeley Laboratuvarı’ ndan şef bilim adamı Olive Gessner “Artık helyum nano damlacıkların kuantum dönüşünü karakterize ederek tespit edebiliyor. Burada damlacıkların kökenini tespit ederek kontrol etmeyi başarabiliriz.” diyor. Bilim insanları daha sıra dışı sonuçların da geleceğini belirtiyor.

Kaynak: Gerçek Bilim

http://www.gercekbilim.com/helyum-super-akiskanlarda-x-isini-probuyla-kuantum-vorteksler-tespit-edildi/

Esrarda Bulunan THC Maddesi Alzheimer Hastalığını Tedavi Edebilir...

2014-09-10T00:13:00.000+03:00

Esrarın (hint keneviri) çok düşük bir yüzdesinde bulunan ve delta-9-tetrahydrocannabinol (THC) isimli maddenin Alzheimer hastalığını durdurabileceği ya da yavaşlatabileceği bulundu. Güney Florida Üniversitesi’ nden nörologlar tarafından yapılan bu buluş Alzheimer dergisinde (Journal of Alzheimer’s Disease.) yayınlandı.

Alzheimer hastalığının hücresel modeli üzerinde yapılan deneylerden elde veriler, düşük dozlarda THC’ nin, amiloid beta üretimi (yaşlanan beyinlerde biriken bir protein) düşürdüğü gösterildi. Düşük miktardaki THC hücrelerde seçici mitokondriyal fonksiyonu geliştirerek, sağlıklı bir beyin için gereken sinyal iletim (sinirler arası) enerjisine yardımcı oluyor.

“THC’ nin nöro koruyucu aktivitelerde potansiyel antioksidan olduğu biliniyordu fakat,bu yeni çalışmayla Alzheimer patolojisini doğrudan etkilediği, birikimi engelleyerek mitokondriyal fonksiyonu geliştirdiği gösterildi.” diyor araştırmanın baş yazarı Nöroloji Dr. Chuanhai Cao.

THC doğal ve bağıl olarak güvenli bir amiloid inhibitörü, belki de gelecekte etkili bir tedavi aracı olacak. Araştırmacılar düşük dozlarda çalışarak, THC ‘ye bağlı toksisite ve hafıza bozukluğu risklerinden kaçınmış oldu.

Doktora adayı Tıp Dr. Neel Nabar Amerika’da son zamanlarda yapılan medikal esrar (marihuana) tartışmalarını takip etmiş. “Bu konuda halen fikir birliğine varmamışken, araştırmamız THC ve THC’ ye ilişkin bileşiklerin Alzheimer hastalığında tedavi amaçlı kullanılabileceğini gösteriyor. Peki biz insanların uyuşturucu kullanmasının hastalığı engelleyeceğini mi söylüyoruz? Hayır tabi ki. Burada uyuşturucular etkili olsa da herkes tarafından güvenli olarak kullanılabileceği anlamına gelmez. Buna rağmen bu gibi maddelerin geliştirilmesiyle Alzheimer hastalığının tedavisinde güvenle kullanılabileceğini gösteriyor.” diyor Nabar.

Vücudumuzdaki cannabinoid reseptörleri, doğal olarak cannabinoid molekülleriyle etkileşime giriyor ve bu moleküllerin fonksiyonu esrardan (cannabis) izole edilen THC ile benzer özellikler gösteriyor.

Dr. Cao’ nun laboratuarı THC kafein ve diğer doğal bileşenleri kullanarak Alzheimer hastalığında ilaç kokteylerinin etkilerini halen araştırıyor. Bu gibi araştırmalarda THC‘ nin gibi maddelerin miktarlarını kontrol etmek oldukça önemli.

Kaynak: Gerçek Bilim

http://www.gercekbilim.com

Atık Lastiklerden Elde Edilen Karbon Lityum İyon Pillerinin Anotunda Kullanılabilir...

2014-09-10T00:07:00.002+03:00

ABD Enerji Bakanlığı Oak Ridge Ulusal Laboratuvarı’ndan (ORNL) bilim adamlarının yaptığı bir araştırmaya göre atık araba lastikleri lityum-iyon pillerde kullanılarak elektrikli arabalar ve alternatif enerji kaynaklarında enerji depolama aracı olarak kullanılabilir. Atık lastiklerden elde siyah karbon maddesinin mikroyapısal karakteristiklerini modifiye ederek, lityum iyon piller için daha iyi bir anot yapılabilir. Parans Paranthaman ve Amit Naskar‘ ın başını çektiği ekip, daha iyi lityum iyon piller geliştirmek için eskimiş lastikleri kullanmayı amaçlıyor. RSC Advances, dergisinde yayınlanan araştırma lityum iyon pillere ilişkin pek çok bilindik uygulamaları akla getiriyor. Organik maddelerin oksijensiz ortamda ısıtılmasıyla ortaya çıkan termal parçalanma sürecine piroliz deniyor.

“Kullanılmış atık lastikleri enerji kaynağı olarak kullanmak hem karbon materyallerin geri kazanımını hem de atık lastik yığınlarının doğada yaptığı zararlı etkiyi kontrol etmek açısında oldukça önemli.” diyor Paranthaman.
ORNL’ nin kullandığı teknik ön işleme kullanarak pirolitik siyah karbon materyalini geri kazanarak girafit benzeri bir materyal yapmaya yarıyor.
Lityum-iyon pillerin anotunda kullanılan bu madde ile araştırmacılar küçük laboratuvar ölçeğinde ve bugünkü ticari grafit materyallerinde doldururabilirliği daha yüksek bir batarya ürettiler.
Pil 100 şarjdan sonra halen sülfonatlı karbon anotunda 390 milliamper saat/gram yük depolayabiliyor. Ayrıca 100 döngüden sonra bile halen %100 coulomb verimine sahip. Araştırmacılar bu lastik türevli karbonun eşsiz bir mikro yapıya sahip olduğunu belirtiyorlar.
“Bu gibi bir performans özellikle global pil pazarında umut vaat ediyor. Özellikle araç ve askeri uygulamaların 78 milyon dolarlık bir pazar oluşturduğu ve 2018’ e kadar 11 milyar hacme ulaşacak Pazar için oldukça önemli olabilir.” diyor Paranthaman.
“Bu teknoloji geliştirildiği taktirde; ucuz ve çevresel açıdan bol bulunan, büyük yüzey alanlı stabşl bir anot kompoziti hedef alıyor.” diyor Naskar.
Anotlar en önemli pil bileşenlerinden biri ve bu pazarın %11 ila %15’ini oluşturuyor.

Kaynak: Gerçek Bilim
http://www.gercekbilim.com

Bilim İnsanları Düşük Güçle Hidrojen Üretebilecek Ucuz Katalizörü Buldu...

2014-09-09T23:58:00.001+03:00

2015 yılında Amerikalı tüketiciler için sonunda hidrojen yakıt hücreli arabalar almak mantıklı hale gelmeye başladı. Hidrojen temiz enerji olarak adlandırılsa da hidrojen genelde doğal gazdan üretildiği için halen sera gazı kaynağı olmaya devam ediyor. İşte bu nedenle hidrojeni global ısınma yapmayacak şekilde üretmek için yeni yollar araştırılıyor. Stanford Üniversitesi’ nden bilim insanları düşük maliyetli emisyon yaratmayan sadece ince pillerle (AAA) çalışarak suyun hidrolizinden hidrojen üretecek bir yol buldular. Piller elektrotlara akım yollayarak suyu hidrojen ve oksijen gazına ayrıştırıyor. Fakat diğer pahalı elektrotlara nazaran yeni teknikte oldukça ucuz nikel ve demir kullanılıyor.

“Nikel ve demir oldukça ucuz maddeler ve bu sayede elektrokatalizler aktif hale gelerek, oda sıcaklığında suyu sadece 1,5 voltla ayrıştırabiliyor.” diyor Stanford’ dan Kimya Profesörü Hongjie Dai. Normalde platin ve iridyum adlı pahalı maddeler kullanarak hidroliz yapılırken, bugün ucuz maddelerle aynı gerilimi elde etmek için hidroliz yapılabiliyor. Ayrıca geliştirilen bu eşsiz elektrot sayesinde klorür ve sodyum hidroksit gibi önemli kimyasallar üretilebilecek.

Hidrojen Umut Vadediyor

Otomobili üreticileri uzun süredir hidrojen yakıt hücrelerinin, benzinli motorlara göre umut vadettiğini düşünüyorlar. Yakıt hücresi teknolojisinde hidrojen gazı, havadaki oksijenle yakılarak, elektrik üretilerek araca güç sağlıyor. Yani hidrojen yakıt hücreleri aracın bataryalarını şarj ederek oldukça sessiz ve temiz bir sürüş sağlıyor. Normalde benzinli,dizel veya gazlı araçlarda ortaya karbondioksit çıkarken, yakıt hücreli arabalarda egzostan su damlacıkları çıkıyor.

Bu yılın başında Hyundai’ de Güney Kaliforniya’ da yakıt hücreli arabaları piyasaya sürmeye başladı. Ayrıca Honda ve Toyota’da 2015’ de araçlarını satmaya başlayacak. Fakat hidrojen eldesi için doğalgaz kullanılması halen emisyon yarattığından yeşil bir çözüm değil. Fakat endüstriyel boyutta üretebilecek bu yeni çözüm belki de tümüyle yeşil bir çözüm yaratılmasını sağlayacak.

Yeni çözümde geliştirilen nikel bazlı katalizörün platin kadar etkili olduğu belirtiliyor.

Para ve Enerji Tasarrufu

Keşif Stanford yüksek lisans öğrencisi Ming Gong tarafından yapıldı. “Ming nikel-metal/nikel-oksit yapısı sayesinde saf nikel veya nikel oksitin kendi başına kullanılmasından daha aktif bir yapı keşfetti. Bu eşsiz buluş hidrojen elektrokatalizinde başı çekse de, halen bilimsel olarak nasıl gerçekleştiğini anlayamadık.” diyor Prof. Hongjie Dai.

Nikel/nikel-oksit katalizörü sayesinde suyu ayrıştırmak için gereken enerji oldukça düşüyor. Bu sayede hidrojen üreticileri milyarlarca dolar tasarruf edecek. “Elektrotların stabilitesi düşük ama yarılanma ömrü uzun. Şu an ürettiğimiz cihaz birkaç gün çalışırken, üretilecek cihazın aylarca çalışması tercih edilir.” diyor Ming Gong.

Araştırmacılar bu düzeneği güneş enerjisiyle çalıştırmayı düşünüyor. Yeni geliştirilen bu ucuz katalizör pahalı teknolojileri ucuzlatarak,hidrojenin yaygınlaştırabilir. Umarız bu sayede global ısınma yavaşlar .

Kaynak: http://www.gercekbilim.com/

Karıncalar Arasındaki Mücadele

2014-09-09T23:41:00.000+03:00

Şimdiye Kadar Sadece Laboratuvarda Görülmüş Kimyasallar Üretiyor..!

Kimyasal madde üretimi, laboratuvar ortamında sentezlenebilen fakat daha önce doğada gözlenmemiş bazı kimyasalların karınca türleri arasındaki mücadele sonucu sentezinin keşfiyle yeni bir anlam kazandı.

Yukarıdaki cümle Alien vs. Predator isimli korku filminin senaryosundan fırlamışa benziyor, fakat bu sefer iki taraf da karınca türü. Bir taraf, ismini acı verici iğnelerinden almış ateş karıncaları ya da Latince adlandırılmasıyla Solenopsis invicta. Bizim için acı verici, kendi boyutundaki çoğu tür için ölümcül olan bu iğneler alkaloid zehre sahip.

Savaşın diğer tarafındaki karınca türü ise, kendine has asidik bir zehre sahip çılgın Rasberry karıncaları ya da Latince adlandırılmasıyla Nylanderia fulva. Formik asit temelli bu zehir karınca türlerinde de sık görülmekle birlikte atmosferi etkiliyor olabilir. Bu zehir diğer karınca türlerinde sık görülmesine rağmen, asitlerle alkaloidlerin (bazların) birbirini nötrleştirebileceğini bilecek kimya bilgine sahip tek tür muhtemelen Rasberry karıncaları. Bu bilgiye sahip olmakla kalmayıp, zehirlerini ateş karıncalarının zehri üzerinde kullanarak yapışkan bir madde üretmekteler.

Daha önce yapılan araştırmalar, Rasberry karıncalarının %98’inin kendi zehirlerini ateş karıncalarının zehrine karşı savunma amaçlı kullanarak hayatta kalabildiğini göstermişti. Zehir salgılayan bezleri alındığında ise çılgın karıncaların sadece %48’i hayatta kalabilmişti. Haftalık kimya dergisi Angewandte Chemie’de yayınlanan yeni araştırmaya göre, savunma reaksiyonu sonucu oluşan yapışkan madde iyonik sıvı halindeki amonyum format.

İyonik sıvılar, sıvı halde bulunan tuzlardır. En bilinen tuz olan sodyum klorür(sofra tuzu) 800 santigrat dereceye kadar ısıtılarak sıvılaştırabilmektedir. Diğer tuzların sıvılaştırılması da benzer şekilde yüksek sıcaklık gerektirmektedir. İyonik sıvılar ise orta sıcaklıklarda (tanımlar farklı olmakla beraber genellikle 100 santigrat derecenin altı orta sıcaklık kabul edilir.) sıvı halde olan tuzlardır. İyonik sıvılar; bataryalarda, ilaç sektöründe ve çeşitli sanayi dallarında kullanılmaktadır. Araştırmayı yürüten ekibin başı Profesör Li Chen’e göre iyonik sıvıların pratikteki kullanışlılığı, doğanın bir çok kullanışlı egzotik maddeler ürettiği bilinmesine rağmen, doğadan örneklerinin bulunmamış olması ile birlikte düşünülünce oldukça kafa karıştırıcı bir hal alıyor.

İki türün kökeni de Güney Amerika’da, dolayısıyla bu özelliğin orda evrimleşmiş olduğu düşünülüyor. Ateş karıncalarının Kuzey Amerika’ya gelişinin üzerinden önemli bir süre geçmiş olmasına rağmen, zehir nötralizasyonu ancak Rasberry karıncalarının Teksas’a geldiği zaman olan bu yüzyılın başında gözlenebildi. (Tür, ismini karınca göçüne ve düzensiz göç rotalarına dikkat çeken Teksaslı Tom Rasberry’den almıştır.)

Çılgın Rasberry karıncaları düşmanlarına oranla daha az can acıtıcı bir iğneye sahip fakat bu durum onları daha güçsüz kılmıyor. Aksine, Kolombiya’daki büyük bir alanı ekolojik olarak harap etmiş durumdalar ve elektrik tesisatına zarar verme bu tür için oldukça yaygın bir davranış. Ayrıca, yemlere duydukları ilgisizlik ve çok kraliçeye sahip koloniler oluşturmaları yok edilmelerini zorlaştırıyor. Zararlarına rağmen bu yok etmesi zor karınca türü bize en azından ateş karıncası balsamını nasıl üreteceğimiz hakkında bir fikir vermekte.

Kaynak: http://www.gercekbilim.com/

Hidrojen Peroksit Bozunumu ve Homojen Katalizör Etkisi

2013-11-25T11:21:00.000+02:00

Yeryüzünde fark etsek de etmesek de sayamayacağımız kadar reaksiyon gerçekleşmektedir. Örneğin, vücudumuzda glikoz yıkıma uğrar ve karbon dioksit ile su oluşturur, bitki hücreleri tam tersini gerçekleştirip oksijen ve glikoz üretirken, dünyanın herhangi bir yerinde bir fabrikada azot ve hidrojen birleştirilerek amonyak üretimi yapılmaktadır vb. Tüm bu reaksiyonlar belirli kurallar çerçevesinde gerçekleşmektedir. Bu kurallardan ilki reaksiyonun istemliliğidir. İstemlilikten kasıt reaksiyon gerçekleştiğinde enerji açısından daha kararlı bir duruma geçiliyorsa eğer reaksiyon istemlidir. Ancak bir reaksiyonun gerçekleşmesi onun sadece enerji açısından istemliliğine bağlı değildir. Bir reaksiyon ne kadar istemli olursa olsun eğer yeterince hızlı değilse reaksiyonun istenilen miktarlarda gerçekleşmesi günler, aylar hatta yüzyıllar gerektirmektedir. Bugün hız açısından çok yavaş bir reaksiyonun nasıl katalizör aracılığı ile gerçekleştirilebileceğini inceleyeceğiz.

Bu incelemeye başlamadan önce reaksiyonların nasıl gerçekleştiğinin incelenmesi faydalı olacaktır. Örneğin A+B -> AB reaksiyonunu ele alalım. Bu reaksiyonun gerçekleşmesi için A ve B atom veya moleküllerinin çarpışmasının ve bu çarpışma anında yeni bağ oluşumu veya bağ değişimi ile ürünü yani AB’yi oluşturması gerekmektedir. Ancak her A ve B çarpıştığında reaksiyon gerçekleşmiş olsaydı reaksiyonlar çok kısa süreler içerisinde biter ve bazı istemli ve hızlı reaksiyonlar için saatlerce beklememize gerek kalmazdı. Saatlerce beklemek zorunda olduğumuza göre her çarpışma istenilen sonucu vermemekte veya AB’yi oluşturmamaktadır. Bunun nedeni ise A ve B’nin nasıl ve hangi enerji ile çarpıştıkları ile alakalıdır. Eğer A ve B doğru geometri ile birbirine yaklaşmaz ise çarpışma ürün vermeyecektir çünkü ancak doğru geometri ile bağ oluşumu, parçalanması gerçekleşebilir. Eğer A ve B doğru geometri ile yaklaşsa bile reaksiyon yine gerçekleşmeyebilir. Aslında bugün inceleyeceğimiz nokta tam burası çünkü reaksiyonun gerçekleşmesi için A ve B çarpıştığında belirli bir enerjinin üzerinde iseler reaksiyon gerçekleşmektedir. Bunu şu örnek ile ele alabiliriz. Bir zirveye doğru topu fırlattığınızda eğer gerekli enerjiyi vermediyseniz zirveye ulaşamaz ve geri döner ancak eğer gerekli enerjiyi verdiyseniz tepeye çıkacak ve duruma göre ya ileri gidecek ya da geri dönecektir. İşte bunun gibi reaksiyonların da gerçekleşmesi için ürünler bir enerji tepesine uygun geometri ile tırmanmak zorundadırlar. Bu şekilde (reaksiyonu gerçekleştirebilecek) yeterli enerji ve uygun geometri ile gerçekleşen çarpışmalar aktif çarpışma olarak adlandırılmaktadır. Ürünlerin enerji olarak ulaşması gereken bu tepe de aktivasyon enerjisi olarak adlandırılmaktadır. Aşağıdaki grafikte de görüldüğü gibi girenler (initial state olarak belirtilen) aktivasyon enerjisi veya onu geçecek kadar enerji ile çarpışırlar ise aktif kompleks (activated complex) dediğimiz kararsız geçiş formuna ulaşmış olurlar ve bu ara form da yeni bağ oluşumu, bağ kopması gibi düzenlenmeler ile ürünü oluşturmaktadır. Reaksiyonun hızını etkileyen nokta da bu aktivasyon enerjisidir çünkü aşılması gereken engel bu enerji bariyeridir. Eğer aktivasyon enerjisi çok büyük ise aktif çarpışma sayısı o kadar azalmaktadır ki reaksiyon istemli bile olsa istenilen veya beklenen ölçütlerde gerçekleşememektedir. Bu nedenden ötürü de reaksiyon yavaş olarak sınıflandırılmaktadır tıpkı hidrojen peroksidin bozunması gibi;

2 H2O2 (aq) -> 2 H2O(s) + O 2(g)

çünkü bu reaksiyonun aktivasyon enerjisi 76 kj/mol dür ve normal şartlarda hidrojen peroksidin bu bozunması çok yavaş bir reaksiyondur. Eğer çok yavaş bir reaksiyon olmamış olsa idi bugün hidrojen peroksit çözeltisi gibi bir kimyasaldan bahsedemezdik.

Ancak reaksiyonların yavaşlılığı aşılamaz bir engel değildir. Örneğin deneyde de yapacağımız gibi ortama iyodür iyonu koyduğumuzda reaksiyon hızlı bir şekilde gerçekleşmektedir çünkü çok az iyodür eklenmesi ile birlikte aktivasyon enerjisi 57 kj/mol e düşmektedir. Neden reaksiyon hızlanıyor sorusu bu enerji düşüşünde gizlidir. Aktivasyon enerjisi düşer ise aktivasyon enerjisini geçen çarpışma sayısı artmış olacak, kısaca aktif çarpışma sayısı artacaktır ve deneyde de göreceğimiz gibi reaksiyon hızı yaklaşık olarak 2000 kat artacaktır.

Peki, iyodür ne görev yapmaktadır?

Öncelik ile deneyde ne yapacağımıza göz atalım. Boya, deterjan ve hidrojen peroksidi karıştıracağız ve ortamda herhangi bir köpük varlığını gözlemleyemeyeceğiz. Daha sonra bu karışımın üzerine potasyum iyodür çözeltisi eklediğimizde ani bir köpük çıkışı ile karşı karşıya kalacağız. Kısacası hidrojen peroksidin bozunmasını hızlandırıp, çıkan oksijen ile köpük oluştururken, boya bu köpüğü boyayacaktır. Bilinmesi gereken bir nokta ise deney sonunda iyodür miktarında bir değişim olmayacaktır.

Reaksiyon iyodür eklendiğinde hızlanmıştır ve iyodür olduğu gibi kalmıştır veya herhangi bir değişime uğramamıştır. Yani, iyodür reaksiyonu katalizlemiştir çünkü katalizörler reaksiyonları hızlandırırken, reaksiyon sonunda kendilerinde bir değişim görülmez tıpkı iyodür örneğinde olduğu gibi.

Burada kullanılan iyodür homojen katalizör çünkü hidrojen peroksit ve iyodür suda çözünmüş olduklarından ikisi de “aqueous” (suda çözünmüş) fazındadırlar.

Katalizörler hakkında yanlış pek çok kanı bulunmaktadır. Bunlardan ilki katalizörlerin gerçekleşmeyecek reaksiyonları yani istemsiz reaksiyonları oldurabileceklerine dairdir. Katalizörler reaksiyonları olduramaz ancak reaksiyon hızını artırabilirler. Katalizörler reaksiyonları hızlandırırken, bunu reaksiyonun aktivasyon enerjisini azaltarak yaparlar. Bunu gerçekleştirmek için ise reaksiyon mekanizmasını değiştirirler ancak ana reaksiyon asla değişmez. İyodür bu reaksiyonun mekanizmasını aşağıdaki gibi değiştirmektedir;

H2O2 (aq) + I-(aq) -> OI-(aq) + H2O(l) Basamak 1

H2O2 (aq) + OI-(aq) -> I-(aq) + H2O(l) + O 2(g) Basamak 2

2 H2O2 (aq) -> 2 H2O(l) + O 2(g) Toplam

ve bu şekilde reaksiyonun aktivasyon enerjisi düşmektedir.

Bir diğer yanılgı ise “substrate” eklenmeye devam edildikçe katalizörlerin reaksiyon hızını sürekli artıracağına dairdir. Bu yargı yanlıştır çünkü katalizörler “substrate” miktarı arttıkça doygunluğa ulaşacak ve maksimum hız gibi bir limitle daima karşılaşılacaktır. Bunu yandaki grafikte gösterebiliriz. Görüldüğü üzere katalizörler de ancak belirli bir limite sahiptir.

Peki, katalizörler ne kadar hayatımızın içinde?

Daha önce de belirttiğimiz gibi katalizörler reaksiyonları hızlandırmak için gereklidirler. Kısacası hızlanması istenilen bir reaksiyon var ise katalizörün varlığı da kesindir. Eğer canlıları göz önüne alırsak, karşımıza reaksiyonlar ile yaşayan mekanizmalar çıkacaktır. Kısacası reaksiyonları gerçekleştiremez ise ölecek mekanizmalar var demektir. Balı örnek olarak aldığımızda da bu gerçek desteklenecektir çünkü bal üzerinde tek bir bakteri veya bir hücreli canlı grubu yaşayamamaktadır. Nedeni ise enzimatik aktivite eksikliği olarak açıklanmaktadır. Peki, enzimler nedir ve neden bu kadar önemlidirler?

Enzimler biyolojik katalizörlerdir. Hayatın devam ettirilebilmesi için olmazsa olmazlardır çünkü onların çalışmadığı zamanlarda vücut içerisinde herhangi bir reaksiyonun aksaması ile yaşam sona dahi erebilir tıpkı balın içerisinde hiçbir enzimin çalışmayıp, sonuç olarak herhangi bir bakteri veya bir hücreli canlının yaşayamaması gibi. Buradan çıkartacağımız sonuç ise katalizörler bizim vazgeçilmez parçalarımızdır çünkü yapım, yıkım olaylarının tamamında aktif rol almaktadırlar. Örneğin, vücudumuzda bulunan katalizörlerden birisi katalaz enzimidir. Katalaz, vücut içerisinde hidrojen peroksit bozunumunu için kullanılan bir enzimdir ve hatta katalizörler içerisinde en aktif olanlarındandır çünkü bir katalaz molekülü bir saniyede milyonlarca hidrojen peroksit molekülünü su ve oksijene çevirebilir. Potasyum iyodür ile denediğimiz reaksiyonu ezilmiş karaciğer parçası ile de denersek aynı sonucu verecektir çünkü karaciğer toksik moleküllerin parçalandığı kısacası katalazın en çok bulunduğu yerdir. Sonuç olarak şu soru sorulabilir; neden yapay katalizörlere ihtiyaç duyuyoruz eğer vücudumuzda var iseler?

İnsanoğlu yeryüzünde bulunmayan yani doğal olmayan pek çok molekülü sentezlemeye çalışmıştır veya bazı reaksiyonları gerçekleştirmek istemiştir. Bu reaksiyonlar ilk anda yeterince hızlı olmadığından dolayı da yapay katalizörler çok önem kazanmıştır çünkü ekonomik olarak yarar sağlaması bekleniyorsa veya fabrikasyona geçiş yapılacak ise reaksiyonun hızlı olması gerekmektedir. Bu nedenlerden ötürü yapay katalizörler türemiştir. Örneğin, etilen ve propilen kullanılarak gerçekleştirilen polimerler sentezleri Ziegler-Natta katalizörü ile katalizlenmektedir. Etilenden elde etilen polietilen polimeri ise her gün hayatımızın her aşamasında kullandığımız plastikten başka bir şey değildir. Bir diğer örnek ise doymamış yağların doyurulmasını sağlayarak, margarin üretimini mümkün kılan nikeldir. Nikel sayesinde yağlar hidrojen ile doyurulur ve margarin elde edilir. Sonuç olarak denilebilir ki katalizörler doğal veya yapay fark etmeksizin hayatımızın her parçasındadırlar.

İki Atom Kalınlığındaki Cam Guinness Rekorlar Kitabına Girdi

2013-09-22T23:49:00.002+03:00

Cornell ve UIm Üniversitesi’nden bilim adamları sadece iki atom kalınlığında dünyanın en ince camını üreterek Guinness Rekorlar Kitabı’ na girmeyi kazandı.İnanılmaz incelikteki cam plakası tekil silikon ve oksijen atomlarından oluşuyor ve Fizik Mühendisliği Bölümü Direktörü Prof. David A. Muller elektron mikroskopunda tarafından belirlendi.

Araştırmanın 2012 Ocak ayında Nano Letters’ da yayınlanarak, ultra ince camın doğrudan görüntülemesinin tanımlamasından sonra Guinness görevlileri tarafında not alındı. Tescillenen rekor ise 2014 Guinness Rekorlar Kitabı’ nda yayınlanacak. Muller sadece iki atom kalınlığındaki camın kazayla keşfedildiğini belirtti. Normalde bilim adamları iki boyutlu düzlemde karbon atomlarından grafen üretmeye çalışırken, grafende bazı çepeller gözledi. Sonrasında yapılan detaylı inceleme sonucunda bunun silikon ve oksijenden oluşan cam olduğu anlaşıldı.

Grafendeki bu değişimin, hava sızıntısı nedeniyle kuartz’ ın bakırla reaksiyona girmesi sonucu saf grafen üzerinde cam oluşmuş oldu.

Ayrıca Muller bu keşif sayesinde camın temel yapısına ilişkin 80 yıllık sorunun cevaplandığını belirtti. Bilim adamları camı doğrudan gözleyemediğinden, katı gibi davranıp, nasıl sıvı gibi göründüğünü anlayamıyordu. İşte Cornell’ li bilim adamları tek tek atomlardan cam oluşturduğunda, 1932’ deki W.H. Zachariasen’ in diyagramıyla örtüştüğünü gözlemledi. Bu diyagram uzun süredir atomların nasıl sıralanarak camı oluşturduğuna dair teorik bir tanımlama olmuştu.

“ Bu çalışma tüm kariyerim boyunca en gurur duyduğum çalışma oldu. Böylece kimsenin şimdiye kadar göremediği atomların sıralanmasını ilk kez görmüş oldum. “

Dahası iki boyutlu camın bir gün transistörlerde kullanılma yolu bulunursa, hasar almayan, yüksek performanslı bilgisayar ve telefonlar üretilebilir.

Kaynak : http://www.sciencedaily.com/releases/2013/09/130912095241.htm

Araştırma Referansı :

Pinshane Y. Huang, Simon Kurasch, Anchal Srivastava, Viera Skakalova, Jani Kotakoski, Arkady V. Krasheninnikov, Robert Hovden, Qingyun Mao, Jannik C. Meyer, Jurgen Smet, David A. Muller, Ute Kaiser. Direct Imaging of a Two-Dimensional Silica Glass on Graphene. Nano Letters, 2012; 12 (2): 1081 DOI: 10.1021/nl204423x

Süper Hidrofobik Nano Kaplama Sayesinde Damlalar Yüzeyde Zıplıyor

2013-09-22T23:46:00.000+03:00

Nano ölçekteki malzemelerden yapılan yeni kaplama, sıvıların % 95’ ine kadar yüzey iticiliği sağlıyor. Michigan Üniversitesi’ nden araştırmacılar yeni nano yüzey sayesinde yüzeye çarpan sıvı damlalarının zıpladığını belirtiyor. Sanki bir mucize gibi gözüken olay tümüyle bilimsel.

Yeni geliştirilen nano malzeme sayesinde bilim adamları ya da askerler gibi tehlikeli işlerde çalışan meslek grupları, su geçirmez kaplamalı ve nefes alabilen elbiseler sayesinde pek çok tehlikeden korunabilir. Ayrıca bu tarz malzemeler sayesinde gemilerin dış yüzeyindeki sürtünme katsayısı düşürülerek, yakıttan tasarrufta sağlanabiliyor.

“Böylece çok düşük yüzey gerilimine sahip yağlar, alkoller, organik bazlar, organik asitler ve çözeltiler yüzeye yapışmayacak ve elbiselere işleyip tehlike ihtiva etmeyecek,” diyor Michigan Üniversitesi malzeme biliminden profesör Anish Tuteja.

Tuteja ve meslektaşları 100’ den fazla sıvıyı nano kaplamada denedi. Hidroklorik asit, sülfürik asit , soya sosu ve bitkisel yağlar gibi pek çok sıvı yüzeyde denendi. Yüzeyi sadece iki florokarbon madde yenebildi. Florokarbonlar buzdolaplarında ve klimalarda kullanılıyor.

Kaplamaya elektrospinleme tekniği ile ufak damlalar yaratılarak uygulanıyor. Kaplama polimetilsiloksan plastik parçacıklar ve hava kuvvetleri tarafından geliştirilen sıvı geçirmeyen nano boyutta küplerden oluşuyor. Bu nano küpler karbon, flor, silikon ve oksijenden oluşuyor. Ayrıca yüzeyde % 95 ila % 99 arası hava kabarcığı olduğundan, herhangi bir sıvı katı yüzeye nadiren değiyor .

Ayrıca yüzeydeki sıvıların üzerinde yüklere bağlı olarak değişen Van Der Waals bağları da oldukça zayıf tutuluyor. Böylece sıvılar akıp gidiyor. Bununla beraber, Non-Newtonyen viskoziteye (akmazlık) sahip olan sıvılar şampuan, boya, kan gibi maddeler bile yüzeyden kolayca kayarak akıyor.

http://www.geek.com/articles/geek-pick/superomniphobic-nanoscale-coating-stops-any-surface-getting-wet-20130116/