Konya Bilim Merkezi BilimUp

Cisimlerin Şeffaflığı Neye Dayanır?

4 dk
84

Günlük hayatımızda kullandığımız birçok eşya çok çeşitli temel malzemelerden üretilmiştir. Kullandığımız bu eşyaların bazıları transparan, yani şeffaf olabilirken bazıları değildir. Bir cismin nasıl transparan olabildiğini, yahut nasıl transparan hale getirildiğini hiç düşündünüz mü?

Cisimleri üzerlerine düşen ışığı yansıttıkları oranda görürüz. Renklerini, şekillerini bu şekilde ayırt ederiz. Işık cisimlerin içinden direk geçebilir, emilebilir yahut geri yansıtılabilir. Şeffaflık, cisimlere düşen ışığın, emilmesine yahut başka bir yöne saçılmasına sebep olabilecek bir durumun gerçekleşmemesinin sonucudur. Basitçe, bir malzeme, ışığı güçlü bir şekilde emmediğinde veya kırmadığında şeffaf görünür.


Şeffaf Cisimlerin Yapısı

Cisimlerin görünümlerine dair ışık ile olan bu ilişkileri onların elektronik ve yapısal özellikleri ile oldukça ilgilidir. Işığın kırınımı, malzemenin nasıl üretildiği ile de ilgilidir. İnsan gözüne homojen görünen bir malzeme gerçekten çok küçük kristallerden, atomların veya moleküllerin bir düzen içinde dizildiği bölgelerden oluşur. Bu bölgeler genelde birbirleriyle tam uyuşacak şekilde birleşmez ve bu da aralarında bir boşluk oluşmasına sebep olur. Bu bölgeler arasındaki sınır, görünür ışığın malzemenin içinden yansımadan veya kırılmadan geçmesine olanak sağlar. Bu nedenle, düzenli kristallerden oluşan bölgelerin boyutları ne kadar küçük olursa yüzey alanları o kadar artacağından sınırlar arasındaki toplam boşluk miktarı da artar. Artan boşluklar ışığın büyük bir kısmının bir başka düzenli bölgeye çarpmadan malzeme içinden geçebilmesine olanak sağlar. Eğer malzemedeki bu düzenli bölgelerin boyutları görünür ışığın en kısa dalga boyundan küçük ise malzeme şeffaflık özelliği gösterir.

Cisimleri şeffaf yada opak olarak görmemizin altında yatan sebepler, ışık ve malzemenin yapısal özellikleri arasındaki dengeden kaynaklanır. Günümüzde opak maddelerden şeffaf cisimler üretilmesi ile ilgili araştırmalar ve çalışmalar yapılmaktadır. Bunlara örnek olarak şeffaf ahşap üretimi üzerine yapılan bir araştırmadan bahsedebiliriz.

Şeffaf Ahşap Üretilmesi Mümkün Mü?

Araştırmalar kapsamında üretilmesi amaçlanan şeffaf ahşaplar birçok avantaj sağlayacaktır. Bu tür malzemeler; yenilenebilir olan, kaynak olarak sıkıntısı çekilmeyen, ilginç optik özelliklere sahip, olağanüstü mekanik performansı, düşük yoğunluğu, düşük termal iletkenliği ve çok işlevli olma potansiyeli dahil olmak üzere binalar ve ilgili yapısal uygulamalar için umut verici özellikler gösterir. Yapılan çalışmalarda; ahşap malzemesini oluşturan selüloz yapıları arasındaki boşlukların, ışığın herhangi bir kırılmaya veya yansımaya uğramadan geçebilmesine olanak sağlayacak biçimde düzenlenebilmesi amaçlanmaktadır. Bu şeffaflık  sağlanabilir iken ahşabın tüm bu sağlamlığı, düşük yoğunluk ve iletkenlik özelliklerinin de bozulmaması gerekmektedir. Bu bağlamda yapılan çalışmalar yeni bir özellik kazandırmayı amaçlarken, diğer önemli özelliklerin korunması gerektiği için zordur. Malzemelerin yapısal düzenlerini tekrar farklı bir şekilde uyarlamak zorluklar içerdiğinden araştırmalar hala sürmektedir. Bu tarz doğal yapı malzemelerinin gelecekte şeffaf hale getirilebilmesi mümkündür.

Bir çok farklı malzemenin de yapısal özelliklerine müdahale edilerek, istenilen saydamlıkta ve sağlamlıkta cisimler üretilebilmesi amaçlanmaktadır. Bu amaçlar çeşitli yönlerde yaşamımıza hizmet edebilecek yenilikleri getirebilir.



Kaynakça
  1. Sailing Zhu, Subir Kumar Biswas, Zhe Qiu, Yiying Yue, Qiliang Fu, Feng Jiang, Jingquan Han, Transparent wood-based functional materials via a top-down approach, Progress in Materials Science, 10.1016/j.pmatsci.2022.101025, 132, (101025), (2023).
  2. Nogi, M., Iwamoto, S., Nakagaito, A. N., & Yano, H. (2009). Optically transparent nanofiber paper. Advanced materials, 21(16), 1595-1598.
  3. Li, Y., Vasileva, E., Sychugov, I., Popov, S., & Berglund, L. (2018). Optically transparent wood: Recent progress, opportunities, and challenges. Advanced Optical Materials, 6(14), 1800059.
  4. Tokariev, O., Schnetter, L., Beck, T., & Malzbender, J. (2013). Grain size effect on the mechanical properties of transparent spinel ceramics. Journal of the European Ceramic Society, 33(4), 749-757.
  5. Stuer, M., Bowen, P., Cantoni, M., Pecharroman, C., & Zhao, Z. (2012). Nanopore characterization and optical modeling of transparent polycrystalline alumina. Advanced Functional Materials, 22(11), 2303-2309.
  6. https://www.scientificamerican.com/article/what-determines-whether-a/#:~:text=%22A%20material%20appears%20transparent%20when,how%20the%20material%20is%20prepared.
  7. https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/adma.200803174
  8. https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/adom.201800059
  9. https://www.fritsch-international.com/particle-sizing/dispersion-solutions/optical-characteristics-of-transparent-and-opaque-materials-influence-of-the-particle-size/
  10. https://en.wikipedia.org/wiki/Transparency_and_translucency
  11. https://www.youtube.com/watch?v=3tsd5YwiFUQ&ab_channel=DavidEstrada

Benzer Makaleler

Diyetten Sonra Verilen Kilo Neden Geri Alınır?
Hepimiz Birer Yıldız Tozuyuz!
Birçok Farklı Saç Rengi Nasıl Oluşur?
Sinirlendiğimizde Gerçekten Kan Beynimize Sıçrar mı?
Güneş Işığına Maruz Kaldığımızda Cildimizde Nasıl Bir Değişim Meydana Gelir?
Bağırsaklarda Bağışıklık Sisteminin Gizli Şifreleri Olabilir mi?
Vücudumuz Ağrı Kesici Üretir Mi? - Tükürük, Ağrı Kesici Görevi Görüyor.
Obsesif Kompulsif Bozukluk Nedir?
Atıklarla Savaşı Kaybediyoruz!
Nesli Tükenen Canlıları Yeniden Yaşatmak Mümkün mü?
ANASAYFA
RASTGELE
KATEGORİLER
POPÜLER
EN YENİLER