Malzemelerin Hafıza Taşıma Mekanizması
Malzemelerin hafıza taşıma fikri aslında tamamen yeni bir kavram değil. Örneğin, kırışmış bir kağıt parçası, geçmişte katlanmış olduğu durumları gösteren izler barındırır. Ancak, Chicago Üniversitesi ve Pennsylvania Eyalet Üniversitesi’nden araştırmacılar, “geri-dönüş noktası hafızası” (return-point memory) olarak adlandırılan bir mekanizmayı inceleyerek bu konuyu daha ileri bir düzeye taşımışlardır. Geri-dönüş noktası hafızası, bir malzemenin iki yönlü kuvvetler altında nasıl tepki verdiğini gösterirken, yeni araştırmalar, tek yönlü kuvvetlerle de hafıza oluşumunun mümkün olabileceğini ortaya koymaktadır.
Pennsylvania Eyalet Üniversitesi’nden fizikçi Nathan Keim, bu durumu bir şifreli kilide benzetmektedir: “Eğer bir şifreli kilidin düğmesi yalnızca tek bir yönde dönebilirse, sadece bir sayı kaydedebilir. Ancak belirli bir durumda, tek yönlü bir hareket bile bir dizi hafızayı saklayabilir.” Bu çarpıcı benzetme, malzemelerin hafızasını anlamak için oldukça önemli bir bakış açısı sunar.
Bilim insanları, bu teoriyi test etmek amacıyla bilgisayar modelleri kullanarak farklı kuvvet yönlerini ve şiddetlerini simüle etmişlerdir. Bu süreçte, malzemelerin içindeki bazı histeronlar olarak adlandırılan soyut unsurları incelemişlerdir. Histeronlar, bir malzemenin geçmişteki durumunu korumasına yardımcı olan elemanlardır. Yani, dış koşullar değişse bile belirli bir etkiye sahip olan bölümler, geçmişte maruz kaldıkları kuvvetleri yansıtma yeteneğine sahiptir.
Bu durumu daha iyi anlamak için, günlük hayatta sıkça kullandığımız bükülebilir bir pipet örneği verilebilir. Pipeti çektiğinizde, bükülmüş boğumlarından biri açılabilirken diğerleri aynı kalır. Ancak tüm sistem üzerindeki gerilimi hafifletir. Açılan kısım, pipetin geçmişte hangi kuvvetlere maruz kaldığını anlatan bir ipucu gibidir.
Araştırmacılar, histeronların “kararsız etkileşimler” (frustrated interactions) oluşturabileceğini ve bu etkileşimlerin en son deformasyonu ve en büyük deformasyonu saklayan hafıza bankaları gibi çalışabileceğini keşfetmişlerdir. Keim’e göre, bu tür bir hafıza mekanizması gelecekte çeşitli amaçlar için kullanılabilir: “Eğer bir sistem bir dizi hafızayı saklayabiliyorsa, şifreli bir kilit gibi belirli bir geçmişi doğrulamak için kullanılabilir ya da geçmişte yaşananlarla ilgili adli ya da teşhis amaçlı bilgiler sağlayabilir.”
Gerçek malzemelerde bu tür kararsız histeronların nadir olduğu düşünülse de, bilim insanları yapay malzemelere bu tür hafıza özelliklerinin entegrasyonunun mümkün olduğunu belirtmektedir. Bu sayede, elektriğe ihtiyaç duymayan mekanik sistemlerin geliştirilmesi mümkün olabilir.
Keim, araştırmalarının ilerleyen aşamalarında basit mekanik sistemlerden, tek yönlü şifreli kilitler gibi daha karmaşık sistemlere doğru ilerlemeyi hedeflediklerini ifade etmektedir. Bu keşif, malzeme bilimi ve mühendislik alanlarında hafızalı malzemeler tasarlamak için yeni fırsatlar sunma potansiyeline sahiptir.
News
