Albany Üniversitesi’nde Kimya Doçenti Michael Yeung liderliğindeki ekip, manganez diborür (MnB₂) bileşiğini sentezleyerek uzay araştırmalarında kritik bir adım attı.
Araştırmaya göre, bu yeni yakıt roket gemilerinde alan tasarrufu sağlayarak daha verimli uçuşlar yapılmasına imkân tanıyacak. Daha az yakıt alanı gereksinimi, araştırma cihazları ve dönüşte numune taşımak için daha fazla yer açabilecek.
Yapılan incelemeler, manganez diborürün ağırlıkça yüzde 20’den fazla, hacimce ise yüzde 150 daha fazla enerji sunduğunu ortaya koydu. Katı yakıtlarda kullanılan alüminyuma kıyasla önemli bir sıçrama sağlayan bileşik, yalnızca ateşleyici bir maddeyle temas ettiğinde yanıyor ve bu özelliğiyle güvenliği artırıyor.
BOR BAZLI YAPI
Manganez diborür, 1960’lardan bu yana dikkat çeken ancak üretilemeyen bor bazlı bileşikler sınıfına ait. Albany’deki araştırma ekibi, saf manganez diborürün sentezlenmesinin başlı başına büyük bir başarı olduğunu ve artık bu bileşiğin deneysel testlerinin yapılabildiğini belirtiyor. Böylece, kullanım alanlarının da keşfedilmesinin önü açılmış oldu.
Ekip, bileşiği sentezlemek için ark eritici adı verilen bir cihaz kullandı. Manganez ve bor tozları önce pelet haline getirildi, ardından 3.000°C’nin üzerinde eritildi ve hızla soğutuldu. Atomik düzeyde bu işlem, merkezi bir manganez atomunun çok sayıda atomla bağ yapmasına neden olarak yay benzeri, aşırı kalabalık bir yapı oluşturdu.
ENERJİNİN SIRRI: DEFORMASYON
UAlbany doktora öğrencisi Gregory John ve hesaplamalı kimyager Alan Chen, bileşiğin yapısını bilgisayar modelleriyle analiz etti. Çalışmalar, molekülün yapısında altıgenlerden oluşan kafesin simetrik olmadığını ve bu ‘deformasyonun’ yüksek enerji kaynağı olduğunu gösterdi.
Araştırma ekibine göre, bu yapı tıpkı esneyen bir trambolin gibi davranıyor. Uygulanan basınç, bileşikte enerji depolanmasına yol açıyor ve tutuşma anında bu enerji açığa çıkıyor.
UZAYDAN OTOMOBİLLERE
Bor bazlı bileşiklerin olağanüstü özellikler taşıdığı bilim dünyasında uzun süredir kabul görüyor. Manganez diborürün yalnızca roket yakıtlarında değil, aynı zamanda katalitik konvertörlerde ve plastik geri dönüşümünde de önemli katkılar sağlayabileceği değerlendiriliyor.
Yeung’un bor bileşiklerine olan ilgisi UCLA’daki yüksek lisans yıllarında başlamıştı. O dönemde yapılan ilk deneylerde bileşiklerin beklenmedik biçimde yüksek enerji açığa çıkardığı gözlenmiş ve bu durum araştırma grubunun ilgisini daha da artırmıştı.
