'Tavuk tüyü'nden inanılmaz proje

ANADOLU Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Malzeme Bilimi ve Mühendisliği Bölümü öğretim üyesi Doç. Dr. Abdullah Tuğrul Seyhan'ın 'Membran Destekli Vakum İnfüzyon Tekniği Kullanarak Karbon Elyaf / Karbonize Edilmiş Tavuk Tüyü Lifi Modifiyeli Epoksi Kompozitlerin Üretimi' adlı projesi, Türkiye Bilimsel ve Teknik Araştırma Kurumu (TÜBİTAK) tarafından kabul edildi. Türk Havacılık ve Uzay Sanayi A.Ş. (TAI) tarafından da desteklenen projede, tavuk tüyü lifinin uçak kanatları ve gövdesini sağlamlaştırmada kullanılması amaçlanıyor.

Doç. Dr. Abdullah Tuğrul Seyhan, projesiyle ilgili olarak yaptığı açıklamada Türkiye'de yıllık 30 bin ton üretimi olan ve sadece atık olarak kabul gören tavuk tüyü liflerinin çevre dostu yapısı ve düşük maliyetli olması açısından oldukça önemli bir araştırma alanı potansiyeli teşkil ettiğini söyledi. Doç. Dr. Seyhan, şu bilgileri verdi:

"Projemiz modifiyeli epoksi daha doğrusu plastik malzemelerin uçak gövdelerinde kompozit yapılar içine entegrasyonunu içeriyor. Tavuk tüyü lifleri yüksek miktarda keratin içeren bir çeşit içi boş, sert yapılı ve yaklaşık 3 GPa lık elastik modülüne sahip bir protein lifidir. Tavuk tüyü lifleri, kırpık cam veya karbon fiberler ile mekanik özellikleri mukayese edildiğinde, yapısal kompozit gövdelerinde kullanılan polimer matriks reçinelerin mekanik özelliklerini geliştirmesi açısından son derece sınırlıdır. Fakat bu lifler ısıtıldığında çapraz bağlar oluşur ve bu bağlar yapıyı sağlamlaştırmanın yanı sıra yapının daha gözenekli hale dönüşmesini sağlar."

Doç. Dr. Seyhan, ısıtmanın ya da başka bir deyişle karbonizasyonun amacını ise "Tavuk tüyü liflerinden mümkün olan maksimum karbonu elde etmek ve gözenek sayısını artırarak yüzey alanı olabildiğince yüksek yapılar elde etmektir" diye tanımladı.

PROJESİNİ ANLATTI

Karbonize edilmiş tavuk tüyü liflerinin polimer matriks kompozitler için dolgu malzemesi olarak kullanılacağını anlatan Doç. Dr. Seyhan, tavuk tüyü lifleri karbonize olduğu zaman nihai üründe elde edilen karbon miktarının oranına ve gözenek yapısına göre yaklaşık elastik mukavemetinin 30-150 GPa, çekme mukavametinin de 1-10 GPa arasında değişen değerlerde çok uygun bir takviye elemanına dönüşebilme potansiyeline sahip olduğunu söyledi.

Karbon elyaf takviyeli kompozitler havacılık endüstrisinde, otoklav üretim tekniğine alternatif olarak son birkaç yıldır kullanılan Membran Destekli Vakum İnfüzyon (MDVI) tekniği ile üretileceğini ifade eden Doç.Dr. Seyhan, ayrıca bu çalışmada Karbonize edilmiş tavuk tüyü liflerinin modifiyeli epoksi reçineler matriks elemanı olarak karbon elyaf takviyeli kompozit yapıların üretilmesinde kullanılacağını belirtti. Seyhan şöyle dedi:

"MDVI kompozit parçaların otoklava göre daha düşük maliyette, yapısal özelliklerinden ve dayanımından ödün vermeden üretilmesine olanak veriyor. Tek seferde tek parça halinde, hızlı ve düşük maliyetli büyük kompozit parçaları üretmek için MDVI tekniği hali hazırda başarılı bir şeklide uygulanıyor. Airbus A400M kargo uçağının kargo kapaklarının, A380 ve Eurofighter kanat flap yollarının bu teknik ile üretimi, MDVI tekniğinin başarılı bir şekilde gerçekleştirildiğinin önemli endüstriyel örnekleri arasında yer alıyor."

PROJESİ DESTEK GÖRDÜ

Doç. Dr. Abdullah Tuğrul Seyhan projesinin TAI tarafından da desteklendiğini ve proje süresinin 30 ay olarak belirlendiğini söyledi. Seyhan TAI'nin memran infüzyon tekniğiyle Airbus'ta uygulanan bir tekniğin karbonize edilmiş tavuk tüyü lifinin katkılı epoksi reçinelerin matriks içine kullanılmasıyla kompozitlerin elde edilmesine yönelik kısmına destek verdiğini belirterek şunları kaydetti:

"Normalde katkısız epoksi reçinenin katkılı olduğu zaman mukavemetin arttırılması sonucu bazı kompozit yapılarda uçaktaki mekanik iyileşim öngörülüyor. Bu iyileşimler sonunda da uçaktaki ikincil uygulamalar dediğimiz kanatlardaki güçlendirme yerleri, uçağın iç gövdesinde kullanılan kapılardaki güçlendirme mekanizmalarında kullanılması amaçlanıyor. Genel anlamında ufak prototip uçakların gövdelerinin tümünün bu yapıyla yapılması da projenin daha alt bir hedefini içeriyor. Şuan kullanılan mevcut ürün ile bizim geliştirdiğimiz projemizdeki arasındaki en büyük fark dayanıklılık. Aynı zamanda daha ince ama daha dayanıklı bir parça da yapılabilir. Böyle olduğunda maliyet hesabı da işin içine girebilir. Dayanıklılığın yanısıra maddi getirisinin olacağını da düşünüyoruz. Dünyada tavuk tüyü lifi sadece biyolojik polimerler üzerinde kullanılmış. Ancak hiçbir zaman teorideki yüksek mukavemet pratiğe dönüştürülmemiş. Epoksi gibi havacılıkta çok kullanılan bir reçinede karbonize edilmiş tavuk tüyü lifiyle ilgili bir deneme dünya literatüründe bulunmuyor."