Kimya

Bebek Bezi Bilimi: Süper Emici Polimerler

Bebek Bezi Bilimi: Süper Emici Polimerler

Bir bebek bezinden en temel beklentimiz, sıvıyı tamamen emmesi ve dışarı vermemesidir. Bu özellikler, tuvalet alışkanlığı edinene kadar, bebeğimizin altının kuru kalmasını sağlar. Peki, bir bebek bezi nasıl böyle sihirli bir özelliğe sahip olabiliyor? Bugün, bebek bezlerinin nasıl öğrenip ağzımızı açık bırakan bir sihirbazlık numarasının sırrını deşifre edeceğiz!

Bebek Bezinin İçindeki Minik Kurutucular

Temiz bir bebek bezinin orta kısmını bir makas yardımıyla kestiğimizi varsayalım. Ortaya çıkan, toz halindeki maddeler süper emici polimerler olarak geçer. Bu sihirli maddelerin sıvıyı emme özelliği vardır. Bir sünger gibi düşünebiliriz. Süngerler sıvıyı emme testinden başarıyla geçseler de dışarıya vermeme testinde sınıfta kalırlar. Yani, ufak bir baskı altında emdikleri sıvıyı geri verirler. Bu yüzden bebek bezleri için pek de uygun bir tercih olmazlar. Süper emici polimerler ise emdikleri sıvıyı geri vermezler. Bu sayede, çişin dışarı çıkması engellenir.

Tasarimlar 13

Süper Emici Polimerler Sıvıyı Nasıl Emer?

Bu soruyu cevaplamak için kimya bilimine danışmamız gerekir. Bebek bezlerinin içinde kullanılan süper emici polimerin kimyasal adı sodyum poliakrilat’tır. Polimerler, monomer adı verilen küçük moleküllerin birbiriyle birleşmesiyle oluşan büyük moleküllerdir. Sodyum poliakrilat, uzun ve kıvrımlı bir yapıya sahiptir. Cebimizde uzun süre bekleyen kulaklığımızın birbirine dolanmasına benzeyen, karmaşık bir görüntüsü vardır.

Süper emici polimer olmanın ilk koşulu, suyu sevmek yani hidrofilik olmaktır. Sodyumdan oluşan kısım pozitiftir ve suyla temas ettiğinde çözünür. Diğer kısım ise negatif yüke sahiptir. Su molekülü de artı ve eksi yüklerden oluşan hidrojen ve oksijen atomlarından oluşur. Uzun kıvrık yapıdaki polimerimizin negatif kısımları, suyun pozitif kısımları tarafından çekilir. Su eklenmeye devam edildikçe, polimer yapısı bozulmaya başlar ve kıvrımlı yapı kaybolur. Düz ve gergin bir şekle bürünen maddenin yüzey alanı da artmış olur.

Tasarimlar 14

Diğer bir deyişle, suyla karşılaştığı zaman karmaşık yapıda bulunan moleküller, birbirinden uzaklaşmaya başlar ve daha düz bir hale gelir. Fakat, bir sorun vardır. Moleküller birbirlerine çapraz bağlarla bağlanmıştır. Bu durum yüzünden suda çözünemezler. Kulaklık örneğimizi tekrar düşünelim. Kulaklığımızı parçalamadan açmayı başardık ve o karmaşık haldeki kulaklık düz ve gergin bir hale geldi. Bu sayede cebimizde minik birkaç santimetrelik alan kaplayan kulaklık bir anda bir metreden uzun bir hale geldi.

Süper emici polimerler de benzer şekilde yüzey alanını artırarak kendi ağırlığının yüzlerce katı kadar sıvıyı emebilir.

Sihirbazların Sırrını Deşifre Etmek!

Hadi şimdi de öğrendiğimiz bu bilgileri kullanarak sihirbazların foyasını ortaya çıkaralım! Hokkabazlık gösterileri sırasında gördüğümüz ünlü bir numara vardır: El çabukluğunda ustalaşmış sihirbazımız sahneye çıkar ve eline bir sürahi su alır. Ardından seyircilere boş (!) bir bardak gösterir. Hemen ardından, sürahideki suyu alır ve bardağın içine döker. Kısa bir süre sonra bardağı seyircilere gösterir ve bardağı ters çevirir. O da ne! Su dolu olması gereken bardak, tamamen kurudur. Su adeta yok olmuştur!

Seyircilerin şaşkın bakışlarının ardından alkış seslerini duyan hokkabaz, gururla şovunu bitirir. Oysa, ortada büyü yoktur.

Hokkabaz Görseli

Bu numaranın arkasındaki bilim ise az önce öğrendiğimiz süper emici polimerlerdir. Hokkabazın gösterdiği bardak aslında boş değildir. Tabanı beyaz renkli bir toz olan sodyum poliakrilat ile doludur. Sürahiden boşaltılan su, bu polimer tarafından kısa sürede emilir. Bu sayede, tıpkı bebek bezlerindeki olduğu gibi tamamen kuru bir görüntü oluşur.

Bu numara gibi birçok sihirbazlık numarasının arkasında bilimsel gerçekler ve göz yanılsamaları yatar. Gerçek dünyada büyüye en yakın şey bilimdir!

Kaynakça ve İleri Okuma

Bebek Bezindeki Polimerler Sıvıyı Nasıl Emer? TÜBİTAK Bilim Genç. (2020, August 15). https://bilimgenc.tubitak.gov.tr/makale/bebek-bezindeki-polimerler-siviyi-nasil-emer.

Diapers: The Inside Story. Diapers: The Inside Story – American Chemical Society. (n.d.). https://www.acs.org/content/acs/en/education/whatischemistry/adventures-in-chemistry/experiments/diapers.html.

Reklam

Encyclopædia Britannica, inc. (n.d.). Uncover the chemistry behind the absorption ability of disposable diapers. Encyclopædia Britannica. https://www.britannica.com/video/187091/diapers.

Kaynak gösterilmeyen görseller, Canva Pro aracılığıyla telif hakkı ödenerek kullanılmaktadır.

Bize Destek Olmak İster Misiniz?

  • Dilerseniz Patreon hesabımız üzerinden bize aylık veya tek seferlik bağış yaparak destekte bulunabilirsiniz.

Bağış Yapmak İstiyorum!

Mete Esencan

Herkese merhaba! Ben Mete Esencan. ODTÜ Kimya Bölümü yüksek lisans öğrencisiyim. Temel bilim eğitimi sırasında edindiğim araştırma bilgisini ve üç yıl boyunca yönetiminde bulunduğum ODTÜ Kimya Topluluğu’nda kazandığım yöneticilik tecrübesini birleştirerek bir platform kurmayı planlamaktaydım. Bu amaçla 2021 yılının Şubat ayında ilk adımı atıp bilim, sanat ve felsefe üzerine sohbet edercesine yazılar yazabileceğimiz bir platform olan Doğa Filozofu’nu kurdum. Herkese keyifli okumalar dilerim!

İlgili Makaleler

Başa dön tuşu