Görünmezliğin Formülü Olan Metamateryaller Nasıl Çalışıyor?

Bilimsel çalışmaların en ilginç alanlarından bir tanesi metamateryaller. Bu alan oldukça dinamik ve hareketli bir alan ve bildiğimiz malzmeler ile yapabileceklerimizin sınırlarını aşan gelişmelere imkan sağlıyorlar.

Metamateryal konusunda en önde gelen isimlerden biri Dr. Irina Khromova. Khromova, bu malzemelerin günümüzde ve gelecekte nasıl kullanılabileceğine dair önemli fikirlere sahip. Bu fikirlerini derlediği bir de makale yazarak bu materyallerin ne olduğunu ve ne işe yaradığını açıkladı.

Metamateryallerin toplumla ilk tanışması görünmezlik pelerinleri olmasa da bu ürünleri popüler hale getiren şey bu olay oldu. Harry Potter filmlerinde büyü ile açıklanan görünmezlik pelerinini mümkün kılan bu metamateryaller ile Arthur C. Clarke bir kez daha haklı çıktı. (Büyük üstadın "Büyü, henüz anlayamadığımız bilimdir." şeklinde bir sözü var.) Ancak metamateryallerin çok daha pratik kullanımı var.

Bilim insanları metamateryalleri ilk olarak 20. yüzyılın sonlarında ele almaya başladı. Bu yeni alan temelde dalgaların, örneğin sesin ya da ışık dalgalarının, özel olarak tasarlanmış ve yapay olarak oluşturulmuş yapılarla etkileşime girmesine dayanıyordu.

Metamateryallerin üretilmesi ile birlikte fizik kurallarının esnetilebildiği de ortaya çıktı. Bu a araştırmacılara üstünde çalışabilecekleri pek çok yeni alan demek. Ayrıca bu ürünler sayesinde daha gelişmiş ve daha verimli ürünler de ortaya çıkarılabiliyor. Bunu da doğal yapıdaki materyallerde bulunmayan özelliklerine borçlular.

Grand View Research'a göre 2025'e kadar küresel çapta 1.35 milyar dolarlık metamateryal araştırması yapılacak. Şu anda havacılık ve savunma sanayi gibi alanlarda kullanılan bu ürünlerin daha sonra diğer alanlara da yayılması kaçınılmaz. Günümüzde kullandığımız pek çok teknoloji de ilk olarak savunma ve havacılık sanayinde kullanılmıştı.

Metamateryallerin kullanım alanları çok basit gözüken alanlardan çok komplike üretim sistemlerine kadar her yere uzanıyor. Son dönemde ses azaltan bariyerler de bu malzemeler ile üretiliyor. Şehirler kalabalıklaşmaya ve araçlar artmaya devam ettikçe insanların da bu tür ürünlere olan talebi arttıracak.

Bilim insanları şu anda radyasyona ve sismik hareketlere karşı koruma sağlayacak özellikteki metamateryaller geliştirmeye odaklanmış durumda. Metamateryaller sayesinde sismik dalgaların emilimi ya da yönlendirilmesi sağlanabilecek.Ayrıca metamateryaller enerji için de kullanılabilecek. Bu malzemeler dalgaları hapsedecek, dönüştürebilecek ve geri kazanabilecek yapıya sahip. Bu özelliklerin uygulanması ile birlikte gelecekte gelişmiş güneş bataryaları gibi teknolojiler sayesinde temiz ve sürdürülebilir enerjide bir çığır açılabilecek. Ayrıca bu yapılar sayesinde güç ve veri transferi de bir üst aşamaya geçecek Eskiden kontrollü bir ortamda taşıyabildiğimiz enerjiyi ve verileri çok daha rahat kullanmamız mümkün olacak. Uzak mesafelerden dahi kablosuz şarj kullanabilmek, çok daha hızlı ve güçlü kablosuz bağlantı, gelişmiş ve yaygın bağlantı teknolojileri metamateryaller ile mümkün hale gelebiliyor.

Fiziğin ve mühendisliğin pek çok alanı gibi metamateryaller de yeni ve daha akıllı şehirler, evler ve ulaşım sistemleri kurmayı kolaylaştıracak özelliklere sahip. Bu malzemeler sayesinde giderlerin azalması ve güvenliğin artması da mümkün olacak. Ayrıca metamateryaller yapıları dolayısıyla çok daha verimli ve gelişmiş oldukları için çevreye çok daha az zarar verecekler ya da hiç zarar vermeyecekler. Gelecekte mimari, mühendislik, tıp gibi alanlarda bu malzemeleri çok daha sık görebileceğiz.

Yani metamateryaller bize daha yeşil, daha temiz, daha etkili ve daha verimli ürünler üretmenin kapılarını açacak.