Bir kağıt parçası düşünün. Simsiyah, tüy kadar hafif ve rulo yapıp cebinize koyabiliyorsunuz. Ancak bu kağıt, çelikten 500 kat daha sağlam ve bakırdan çok daha iyi elektrik iletiyor. Bilim kurgu değil; bu malzemenin adı Bucky Paper.
İnsansız Hava Araçları (İHA), gökyüzünde sadece düşmanla değil; yıldırımlarla, elektromanyetik parazitlerle (EMI) ve aşırı ısınmayla da savaşır. Geleneksel metaller bu sorunları çözer ama uçağı ağırlaştırır. Bucky Paper ise metalin yaptığı her işi, onun ağırlığının onda biri kadar bir kütleyle yaparak havacılıkta kartları yeniden dağıtıyor.
Bucky Paper, aslında saf Karbon Nanotüplerden (CNT) oluşmuş ince bir film tabakasıdır. Mikroskobik tüplerin preslenerek veya filtre edilerek bir araya getirilmesiyle oluşturulur. İsmini, karbon atomlarının oluşturduğu küresel yapıları (Buckyballs) keşfeden Buckminster Fuller'dan alır.
Görünüm: Sıradan bir karbon kağıdına veya siyah bir A4 kağıdına benzer.
Özellik: İstediğiniz gibi bükebilir, kesebilir ve şekil verebilirsiniz. Ancak moleküler yapısı sayesinde koparılması neredeyse imkansızdır.
Bucky Paper'ı laboratuvardan çıkarıp İHA gövdelerine yapıştırdığımızda ne kazanırız?
Havacılıkta en büyük risklerden biri yıldırımdır. Bir uçak gövdesi (özellikle kompozit/plastik ise) elektriği iletmezse, yıldırım çarptığında o noktada patlama olur ve gövde parçalanır. Bu yüzden uçaklar yıllardır ağır bakır tel örgülerle kaplanır.
Bucky Paper Çözümü: İHA'nın dış yüzeyi incecik bir Bucky Paper tabakasıyla kaplanır.
Nasıl Çalışır? Bucky Paper mükemmel bir iletkendir. Yıldırım çarptığında, o muazzam elektrik yükünü (30.000 Amper) tek bir noktada tutmaz, saniyeler içinde tüm gövdeye yayarak kanat uçlarından dışarı atar.
Fark: Bakır ağlara göre %85 daha hafiftir. Bu da İHA'nın menzilini ve faydalı yük kapasitesini doğrudan artırır.
Modern bir İHA, uçan bir bilgisayardır. Düşman karıştırıcıları (Jammer) veya diğer elektronik cihazlar, İHA'nın sensörlerini kör edebilir.
Bucky Paper Çözümü: İHA'nın hassas elektronik beyinlerinin bulunduğu bölümler ve kablolar Bucky Paper ile sarılır.
Etkisi: Malzemenin yoğun karbon ağı, dışarıdan gelen elektromanyetik dalgaları emer veya yansıtır. İçerideki sistemler, dış dünyadaki elektronik gürültüden tamamen izole edilmiş olur. Bunu yaparken, metal kutular gibi ağırlık yapmaz.
İHA motorları ve bataryaları çok ısınır. Bu ısı tek bir noktada birikirse malzemeyi eritir veya termal kameralara yakalanmasına neden olur.
Bucky Paper Çözümü: Batarya yuvaları ve motor kapakları bu malzeme ile kaplanır.
Mekanizma: Bucky Paper, ısıyı pirinç veya çelikten çok daha hızlı iletir. Isı kaynağından (motor) aldığı enerjiyi hızla tüm yüzeye yayarak soğutur ("Radyatör etkisi"). Böylece "sıcak nokta" oluşumunu engeller.
Stealth (görünmez) İHA tasarımları genellikle keskin köşelere, garip kıvrımlara ve karmaşık geometrilere sahiptir. Sert metal plakaları bu şekillere uydurmak zordur.
Uyum Yeteneği: Bucky Paper, kumaş gibi davranır. Kanat kıvrımlarına, sensör çıkıntılarına veya hava girişlerine kolayca sarılabilir. Reçine ile birleştiğinde (kompozit haline geldiğinde) uçağın derisi gibi davranır.
Araştırmacılar şu anda Bucky Paper'ı sadece bir koruyucu olarak değil, bir "sensör" olarak kullanmayı deniyor.
Vizyon: Bucky Paper'a elektrik verildiğinde, gövdedeki en ufak bir çatlağı veya hasarı (direnç değişimi sayesinde) algılayıp pilota bildirebilecek. Yani İHA'nın gövdesi, sinir uçları olan bir canlı deri gibi davranacak.
Bucky Paper, nanoteknolojinin "seri üretime" en yakın ve en somut örneklerinden biridir. Ağır metallerin yerini alan bu siyah kağıtlar sayesinde geleceğin İHA'ları; yıldırımlardan korkmayan, elektronik saldırılardan etkilenmeyen ve ısıyı anında yok eden ultra hafif araçlar olacaktır. Gökyüzündeki hakimiyet, artık en kalın zırha sahip olanın değil, en akıllı malzemeyi kullananın elindedir.
