Grafen sadece bir atom kalınlığında olsa bile çelikten 200 kat daha güçlü bir malzeme olarak ilgiyi üzerine çekmiş bir malzemedir. Isı ve elektrik iletkenliğinde yüksek verim, neredeyse şeffaf olması nedeniyle şimdiye kadar ki keşfedilen en kullanışlı malzeme olarak bilim insanlarınca sayıldığını söyleyebiliriz. Grafenin eşsiz özellikleri sayesinde birçok uygulama alanında kendine bir rol bulmuştur. Şimdilerde ise bilim insanları bu harika malzemenin başka bir ilginç yanını buldular: New Scientist dergisinin bildirdiğine göre grafen ışığı harekete dönüştürüyor!
Bu son grafen keşfi anlaşılan kazara bulunmuş. Araştırmacılar grafen oksitin buruşuk kesitlerinden yapılmış bir süngeri kesmek için laser kullanırken bu keşfi yaptılar. Laser ile malzemenin içini kestikçe, malzeme gizemli bir şekilde ileriye sürüklenmekte. Laserlerin tek molekülleri ittiği daha önce gösterilse de, bunların grafen süngeri gibi görece büyük bir yapıyı hareketlendirme kabiliyetine sahip olmaması gerekirdi.
Araştırmacılar deyim yerindeyse şaşkın bir şekilde daha ileri incelemelerde bulundular. Grafen malzemesi vakum altına koyuldu ve tekrar üzerine bir laser demeti gönderildi. İnanılmaz bir şekilde, laser hâlâ grafen süngeri ileri iteliyordu ve bu 40 santimetre kadar süren bir hareketti. Araştırmacılar bir mercek ile sıradan güneş ışığını grafen sünger üzerine odaklayarak hareket etmesini bile sağladılar.
Bu nasıl mümkün olabilir? Araştırmacılar bundan hâlâ emin değiller ama bu konuda iki teori ön plana çıkıyor. Biri malzemenin bir güneş yelkenlisi gibi davrandığı şeklinde. Temelde, fotonlar bir cisme momentum aktarabilirler ve bu da o cismi ileri doğru taşıyabilir. Uzay vakumunda bu etki birikebilir ve hatta bir uzay aracını hareket ettirecek kadar yeterli itmeyi üretebilir.
Araştırmacılar güneş yelkenli teorisini test ettiklerinde bunun pek de iyi çalışmadığını gördüler. Bu da ikinci bir olasılığı göz önünde bulundurmaya itti araştırmacıları ve grafenin laserin enerjisini absorbe ettiği yani soğurduğunu düşündüler. Bu enerji elektron yüklerinden oluştuğuna göre eninde sonunda bu fazladan elektronlar serbest kalacaktı ve bir itici gibi zıt yönde grafen malzemesini iteceklerdi.
Bu ikinci teorinin biraz muğlak ve eksik olmasına rağmen, Çin’deki Nankai Üniversitesi’nden bilim insanları lasere maruz kalan grafenden uzağa doğru akan bir akımın olduğunu tespit edebildiler. Bu da en azından bu teorinin doğru yolda olduğunu gösteriyordu.
Tüm bunlar ilginç bir sonuca bizi götürüyor. Kazara da olsa araştırmacılar bir uzay aracı için hiçbir yakıt gerektirmeyen bir itici sistem keşfetmiş oldular. Yani grafenden inşa edilmiş bir uzayaracı sadece güneş ışığı ile gökyüzünü keşfedebilir. Ancak sonuçlar her ne kadar heyecan verici olsa da, araştırmacıların bu bulgularından yani grafen malzemesinin yakıt temelli itme sistemine bir alternatif sunabildiğinden emin olmaları için daha fazla çalışmanın yapılması gerekiyor.
Gökhan Atmaca, Bilim Uzmanı (MSc.)
Takip: twitter.com/kuarkatmaca
İletişim: facebook.com/anadoluca
Kaynak:
Bryan Nelson, Spacecraft built from graphene could fly without any fuel, Mother Nature Network, Haziran 2015
