Nanoteknolojinin son yıllarda hızla gelişmesiyle birlikte kendi kendini temizleyen boyalar, su tutmayan yüzeyler , kendiliğinden ısınan kumaşlar gibi pek çok hayat kurtarıcı ürün de hayatımıza girmiş bulunmakta. Şuan kullanılmaya başlanan, gelecek yıllarda tümüyle geleneksel muadillerinin yerini alması beklenen kendi kendini temizleme özelliği bulunan boyaların ise piyasaya hızlı bir giriş yaptığını söylemek mümkün.
Peki bu boyaların kısa zamanda bu kadar tercih edilebilir olmasını ne sağladı?
Gündelik hayatta neredeyse her alanda gördüğümüz boyalı yüzeyler kirletici maddeleri yüzeylerinde tutarlar. Bunun esas sebebi geleneksel boyaların bu maddeleri yüzeylerinden uzaklaştırarak kendilerini temizleme yeteneğine sahip olmayışlarıdır. Nanoteknoloji ise doğadan ilham alarak geleneksel boyaların kendi kendini temizleyen boyalara dönüşmesini sağladı. Bunun ardındaki mekanizmayı basitçe inceleyelim:
Kendi kendini temizleyen boyalar temel olarak suyu itme (hidrofobi) ve suyu çekme (hidrofili) prensiplerine dayanmaktadır. Aynı zamanda yağa karşı dayanım isteniyorsa yağı itme (oleofobi) dediğimiz özellikler de göz önünde bulundurulmaktadır.
Yukarıda saymış olduğumuz tüm bu özellikler bilim insanlarının doğadan ilham almasıyla ortaya çıkmıştır. Lotus yaprakları kendini temizlemesine imkan veren özel bir nano yapıdan oluşmaktadır. Bu yapraklar ultrahidrofobik olup suyu, çamuru, kiri yüzeylerinde barındırmazlar. Lotus çiçeğine benzer pek çok bitki türünün yanında kelebeklerin ve yusufçuk gibi böceklerin kanatları da aynı özellikteki nano yapılara sahiptir. Bu bağlamda kendi kendini temizleyen boyaları daha iyi anlayabilmek için Lotus yapraklarındaki işleyişi incelemek faydalı olacaktır
Pek çok Asya ülkesinde temizliğin sembolü olarak bilinen Lotus, kendini temizleme özelliğini yapraklarının dış yüzeyinde bulunan mikro ve nano yapılarda alır. Bu yapıları, suda çözünmeyen kütin polimeri içeren kütikula tabakasının oluşturduğu belirlenmiştir. Ultrahidrofik olduğunun belirttiğimiz bu yapı, su bitkilerinin ıslanmamasında etkinken kendi kendini temizleyen boyalar için bu uzun süreli temizlik anlamını taşımaktadır. Yaprakların yüzeyine damlayan su , bu tabaka sayesinde yaklaşık 180 derece temas açısı yaparak adhezyon kuvveti için yeterli alanı bulamamakta, böylece yüzeyden yuvarlanırken yaprakların kendini temizlemisini sağlamaktadır. Bu mekanizma Lotus etkisi olarak bilinmektedir.
Doğadan ilham alınarak geliştirilen ilk ileri teknoloji ürünü boya silikon reçine bazlı olanlardır. İçindeki silikon nanoparçacıkları nilüfer yapraklarının yüzeyine benzer yapılar oluşturarak kendi kendini temizleme mekanizmasını aktif hale getirmektedir. Daha sonra bu boyalardan yola çıkılarak, kiremit, cam yüzeylere kaplamalar yapılmış , geçici olarak su geçirmezliği sağlayan spreyler üretilmiştir.
Silikon oksit nanoparçacıklarının sağladığı hidrofobik özelliklerin tam aksine titanyum oksit nanopartikülleri ise yüksek hidrofilik özellikler sağlamaktadır. Bu parçacıkları Lotus efektinden farklı olarak Honda-Fujishima efektine neden olmakta ve yine kendi kendini temizlemeye imkan vermektedir. Bu efekti ise bir başka blog yazımızda ayrıbtılı olarak bulabilirsiniz.
Bilim insanları doğanın da yardımıyla yepyeni gelişmelere adım atmaktadır. Tüm bu gelişmelere ulaşmak için Nanografi Blog sayfasını takipte kalın.