Atomdaki yapının açtığı yeni ufuk: İletken plastikler

Doğadaki pek çok malzeme insanların ihtiyaç duyduğu sağlamlık, hafiflik, esneklik gibi özelliklere sahiptir. Ancak doğadaki mükemmel yapılı malzemeleri günlük hayatta yaygın biçimde kullanmak her zaman mümkün olamayabilmektedir. Bunun nedeni ise bu malzemeleri taklit edebilmek için yüksek teknoloji seviyesine gereksinim duyulmasıdır. (Harun Yahya, Atom Mucizesi)

Zaman içinde deri, kemik, ağaç ve selüloz lifleri gibi doğal organik malzemelerin de kullanılmaya başlanması, sürekli artan ihtiyaç talebi karşısında yetersiz kalmıştır. Bu nedenle bilim adamları yapay malzemeler üretme yoluna gitmiş ve bunda da büyük başarılar elde etmişlerdir.

Bugün yaygın olarak kullanılan naylon, lâstik, plâstik ve polivinil klorür (PVC) bilim adamlarının tamamen yapay malzeme üretme çalışmalarının sonucunda ortaya çıkmıştır. Plastikler bilimsel adıyla polimerler iş yerlerinden evlere, evlerden sokaklara kadar pek çok yerde kullanılmaktadır. Polimer kelimesi, poly: çok ve meros: parça anlamına gelen kelimelerin bileşimidir. Polimer malzemeler birbirine benzer küçük molekül birimlerinin zincir şeklinde birbirine eklenerek meydana getirdiği dev moleküllerden oluşur. Bu moleküller naylon poşetlerden, araba lâstiklerine; çocuk oyuncaklarından, kışın giydiğimiz botların tabanlarına kadar pek çok şeyin temel yapısında yer alır.

Ucuz ve kolay üretilmelerine karşın polimerlerin de bazı dezavantajları vardır. Örneğin organik maddeler gibi çürüyüp parçalanmazlar ve atıldıklarında yüzlerce yıl bozunmadan kaldıkları için yeryüzünde ve denizlerde büyük bir kirliliğe neden olmaktadırlar.

Polimerlerin, bakteri vs. gibi faktörlerle parçalanmamak gibi olumsuzluklarına karşın, bir de iyi özellikleri vardır: Elektriğe karşı yalıtkandırlar. Bu nedenle elektrik telleri kısa devrelerden korunmak için, polimerler kullanılarak yapılan kablolar ile kaplanır. Bunun sebebi, yalıtkan olmalarının yanı sıra, esneme özelliğine de sahip olmalarıdır.

Nobel Ödüllü Buluş

Alan J. Heeger, Alan G. Mac Diarmid ve Hideki Shirakawa adlı bilim adamları plastiğin bir anlamda kendisi ile özdeşleşmiş olan yalıtkanlık özelliğini değiştirmeyi başardılar. Artık polimer de (poliasetilen) hemen hemen bir metal kadar iletken hâle getirilebiliyor. Nitekim bu büyük başarı 2000 yılında Nobel Kimya Ödülü’ne layık görüldü.

1977 yılında Shirakawa, Mac Diarmid ve Heeger; poliasetilen filmlerinin; klor, brom ve iyot buharlarıyla reaksiyonu sonucu, bu filmlerin ilk hallerinden 109 kat daha fazla iletken olabildiklerini gördüler. Bu metodla poliasetilenin iletkenliğini 105 S/m2'ye kadar çıkardılar. Elektrik kablolarında yaygın olarak kullanılan bakırın iletkenliği ise, 108 S/m civarındadır.

Elektronik Teknolojisinde Büyük Değişimler

Bilim adamları iletken plastiklerin teknoloji dünyasında büyük değişikliklere yol açacağına inanıyorlar. Bu plastikler daha hafif daha küçük devre elemanları üretiminde kullanılabileceği gibi radara yakalanmayan hayalet uçakların yapımında da kullanılabilecek. Ayrıca bazı iletken polimerlerin elektrokromik özellikleri, bu polimerlerin; yazın, güneş ışığı altında kararan "akıllı pencereler"de kullanımına imkân sağlamaktadır. 1977'de iletken polimerlerin keşfinden sonra, iletken polimer bilimi, birçok dalda hızla gelişmeye başlamıştır. Son olarak, yüksek saflıkta polimerler sentezlendikçe, yarı iletken polimerler elektronik devrelerin yapımında kullanılmaya başlanmıştır. Yakın bir zamanda elektronik devrelerin temel parçaları olan  transistorlar, FET'ler ve fotodiyotlar iletken plastiklerden yapılacak.

Askerî sahada ve uzay teknolojisinde kullanılan araçların hafif olması çok önemlidir. Eğer elektronik devreler ve bataryalar polimerlerden yapılabilirse, kullanılan bu araçların ağırlığı yaklaşık % 90 oranında azalacaktır. Öyle ki ileride motor blokları alüminyumdan, birçok aksamı sert plâstikten ve elektrik devreleri iletken polimerlerden yapılan bir otomobili, tek elle itebilmek mümkün olacaktır.

Günümüzde nanoteknolojiye yönelik büyük bir çalışma var. Ancak Nanoteknoloji ile uğraşanların karşısında temel bir sorun var: Nanoteknoloji ile yapılan devreleri birbirine, ya da bizim kullanabileceğimiz  makro büyüklükteki sistemlere bağlamak. Şu an kullanılan bakır tellerle böyle bir şeyi yapmaya çalışmak gemi halatını dikiş iğnesine bağlamaya benziyor. Üstelik normal kablo (ilkten) bağlantılarını naoteknoloji de kullanılacak boyutlara indirdiğinizde iletkenlik özellikleri değişiyor ve kendilerinden beklenen görevi yerine getiremeyebiliyorlar. İşte bu noktada plastik iletkenlerin görevi ortaya çıkıyor. Çünkü iletken plastikler küçültülerek kullanıma daha müsaitler üstelik onlar küçültüldüklerinde görevlerini aksatmıyorlar. Eğer bu gerçekleştirilebilirse, büyük bir ihtimalle mikroskobik boyuttaki devreler iletken polimer telleri ile birbirine bağlanacak ve bu devrelerin boyutlarını 200 nanometreden 0,2 nanometreye indirmek mümkün olabilecektir. Boyutlardaki bu düşüş bilgisayarların hızını ve hafızasını 108 kat artırabilir. Böyle bir gelişme, günümüze kadar devam eden, kırk yıllık bilgisayar teknolojisindeki gelişmeye eşit olacaktır. Haliyle iletken polimerler, moleküler elektronik dünyasında, çok önemli bir role sahip olabilir.

Kısa bir süre öncesine kadar, hiç kimse elektrikten korunmak için kullanılan bir malzemenin, elektrik iletiminde başrolü oynayabileceğini düşünmemişti. İletken polimerler artık günlük hayatımızda yer bulmaya başladılar. Bilim adamları atomdaki yaratılış özelliklerini öğrendikçe daha birçok yeni materyali üretme imkânına kavuşacaktır.

Atomun şekli, hareketi, yapısı ile ilgili yapılan çalışmalar, tüm evrende olduğu gibi atomda da kusursuz bir düzen, şaşmaz bir denge olduğu gerçeğini ortaya çıkarmıştır. Yüce Allah atomu, maddelerin optik, mekanik, iletkenlik, manyetik özelliklerinİ belirleyecek şekilde yaratmıştır. Atomlarla ilgili yapılan bilimsel her yeni çalışma hem Allah’ın, üstün yaratışının delillerini görmemize vesile olmakta hem de yeni malzemelerin keşfine ışık tutmaktadır.

Ayette Allah şöyle buyurmaktadır:
 

İşte Rabbiniz olan Allah budur. O'ndan başka İlah yoktur. Herşeyin yaratıcısıdır, öyleyse O'na kulluk edin. O, herşeyin üstünde bir vekildir. (Enam Suresi, 102)