Günümüz Simyacıları Laboratuvarda

Princeton Üniversitesi'nin göz kamaştırıcı kimya binasında bir laboratuvarda modern zamanlara özgü bir ava çıkan araştırmacılar, binlerce yıldır ulaşılamayan bir hedefe odaklandı: Simya. Simyacılar demir, kurşun gibi sıradan metalleri altın, platin gibi kıymetli metallere dönüştürmek için asırlar boyunca uğraşmıştı. Günümüzde ise Princeton Üniversitesi'nden kimya profesörü Paul Chirik, bu modası geçmiş görünen arayışı yeni bir sürece soktu. 39 yaşındaki Chirik, pek çok temel malzemenin imalatı için elzem olan kimyasal reaksiyonları kullanarak demirin platin işlevi yerine getirmesinin yolunu bulmuş. Onun simya türevi, her ne kadar demir cevheri külçesini değerli mücevher yığınına çeviremiyorsa da çok daha pratik işler görüyor ve geniş çaplı uygulama alanları buluyor. Bu süreç, esnek imalat teknolojilerinde yeni bir çağın müjdecisi olabilir. Ayrıca şirketlere, fiyatları yükselen ve çevresel ya da jeostratejik etkenler yüzünden elde etmesi riskli hale gelen nadir elementlerden vazgeçme imkânı tanıyor. Chirik, "Hiçbir kimyacı lityum kıtlığı çıkacağını düşünmez. Ama her otomobile bir lityum pili koyarsanız, ne olur? Bu yüzden kimyanın ortalama gidişatın daha ilerisinde olması gerekir" diyor. İridyum, platin ve rodyum gibi kıymetli metallere, görece zor bulunur ve pahalı olmalarına rağmen, kottan biraya ilaçlardan yakıt hücrelerine kadar p ek ç ok ü rünün i malatında muhtacız. Zira bu elementler, kimyasal reaksiyonların başlaması ya da gerçekleşmesini sağlayan katalizör olarak kullanılıyor. Chirik'in ekibinin hummal ı çalışmaları, nihai ürüne karışan katalizörleri çözündürmeyi de kapsıyor. Katalizör molekülleri, bu reaksiyon sırasında dağılıyor. Mesela platin içeren bir solüsyon, silikon emülgatörü yapmak için kullanılıyor. Bu bileşen de makyaj malzemeleri, tencere, tutkal gibi ürünlerde kullanı l ıyor. Dolayısıyla pahal ı madenlerin minik parçaları hemen her şeye serpiştiriliyor. Örneğin, kot pantolonlarınız platin parçacıkları içeriyor. Kimyager Matthew Hartings, "Platinin tükenmesi noktasında değiliz, ama platinin böyle bir süreçte harcanması sürdürülemez" diyor. Chirik'in tekniği, bir demir molekülünü ligand adı verilen organik bir molekülle sarmalıyor. Ligand, tutturucu bağlar kuran elektronların sayısını değiştiriyor. Moleküle şekil veren yapı iskelesi işlevi de görüyor. Laboratuvarda kobalt la da çalışılıyor. Chirik, kobalt kullanarak daha önce hiç kimsenin görmediği tümüyle yeni bir reaksiyon meydana getirdiklerini söylüyor. Bu sayede, ucuz başlangıç maddeleri kullanılarak plastik üretilebiliyor. Ancak laboratuvarın bu araştırmaya soyunmasının ardından, iPad ve iPhone pi l lerinde kul lanı lmaya başlanan kobaltın fiyatı fırladı. Chirik, "iPad, kobaltın fiyatını tümüyle değiştirdi. Eskiden çöp sayılırdı, şimdi kıymete bindi" diyor. İmal ettiğimiz ve daha sonra başka ürünlerin yapımında kullandığımız kimyasalların büyük çoğunluğu için katalizör gerekiyor. Bunların çoğu da platin, paladyum, rodyum gibi pahalı olan asal metaller. Bir kilo platinin fiyatı yaklaşık 48 bin dolar. Bir kilo demir ise bir dolar. Güçlükler bunlarla bitmiyor. Chirik, zarf zamkı yapımında kullanılan iki tabak dolusu silikon taneciğini gösteriyor. Birini demirden, diğerini platinden üretmiş. Birbirlerinden ayırt etmek imkânsız. Ancak bu düzeye gelmek için 10 yıllık emek gerekmiş. Hartings, normal süreçte bol bulunan maddeler kul lanarak, nadir metallerden sadece gerçekten iht iyaç olan uygulamalarda faydalanılabi leceğine inanıyor. "Aynı şekilde iş gören başka bir şey varsa, çılgınca maden çıkarmanın savunulacak yanı kalmaz" diyor. Chirik'in laboratuvarında, havadaki nitrojeni suni gübreden halı elyafına çeşitli ürünlerde kullanılan forma çevirmek için katalizör kullanmanın yolları da araştırılıyor. Chirik, sürdürülebilirliğin metal kutuların yeniden dönüşümü ve daha az yakıtla daha çok mesafe almaktan ibaret olmadığını belirtiyor. Bu çabalar büyük resmin sadece bir parçası. Chirik, "Satın aldığınız kot pantolonun yapımında periyodik tablodaki bazı acayip elementler kullanılıyor. Ya da Prius model otomobil satın alarak iyi bir şey yaptığınız sanıyorsunuz. Ama bir bakıyorsunuz, en önemli bölümleri neodimden yapılmış, o neodim de Moğolistan'daki bir açık maden ocağından çıkarılıyor" diyor. "Yeryüzünde bol bulunan maddelerin kullanıldığı bir dünyaya geçiş yapabilirse, bunun muazzam bir etkisi olur" diye ekliyor.
HILLARY ROSNER