KAUÇUK NASIL BULUNDU İLGİNÇ BİR HİKAYE...

Hem esnek hem de sağlam, siyaha çalan bir madde elde eder: Bu, doğal kauçuktur. Goodyear'den bir buçuk yüzyıl sonra bu kauçuk, endüstriyel üretimin temel direği olma niteliğini korumaktadır

Kızılderilinin çizmesi ve Bay Goodyear

Uzun zincirli moleküllerden, yani polimerlerden söz edebilmek için bir Amazon deneyini aktarmak hoşuma gidiyor. Amazon Kızılderilileri kauçuk ağacının özsuyunu -karahindibanınki gibi gibi beyaza çalan bir tür su- çıkararak ayaklarına sıvarlar. Başlangıçta, sıradan bir sıvı olan kauçuk ağacının özsuyu akışkandır; ancak yirmi dakikalık bir süre sonunda donar ve Kızılderili,böylece, bir çizmeye kavuşur (Şekil 1).

Bu dönüşüm ilginçtir. Kızılderililer'in beş binyıl önce(bu beşbinyıl biraz abartılmış gibi ama neyse) yaptıkları bu kurnazca keşfin, bugün nasıl anlaşıldığını açıklamaya çalışarak söze başlayacağım.Başlangıçta sıvı olan kauçuk ağacı özsuyu yada lateks uzun zincirli moleküller [lb] içerir; bunlar az çok, şehriye çorbasının içindeki çok esnek,çok yumuşak şehriyeleri andırırlar. Yediğimiz şehriyelerin boyu 100.000 kez küçültüldüğünde lateksin yapısıyla ilgili bir fikir edinilebilir.Kızılderili ayağını bir sıvı ile kapladıktan sonra yeni bir etmen devreye girer: Bu, havadaki oksijendir. Oksijen oldukça önemli bir tepkimeye yol açarak bazı noktalarda zincirleri birbirlerine bağlar (Şekil 2).

Şekil 1: Kızılderililerin yaptığı deney

 Bir tabak şehriyenin içinden bir tanesi kolaylıkla çekilip yutulabilir. Ancak bunları birkaç noktadan birbirlerine bağlayınca böyle bir şey artık olanaklı değildir; aralarından biri çekildiğinde tümü hep birlikte karşı koyar: artık, sıvıdan katı duruma geçilmiştir.Ancak bu katı madde biraz özeldir. Bu yapınıniçine birkaç atom  ölçeğinde çok küçük bir balık yerleştirecek olsam havadaki oksijenin etkimesinden önceki ve sonraki durumları ayırt edemem. Her şey aşağı yukarı aynı şekilde hareket edecek ve söz konusu madde hâlâ bana akışkan gözükecektir. Sonuç olarak kızılderilinin ayağında, ayakkabı işlevini üstlenen nesne büyük ölçekte katı, küçük ölçekte ise akışkandır,işte bu, kauçuk adı verilen maddedir. (Bu arada,sözünü ettiğim küçük araştırıcı balığın da imgesel olmadığını belirteyim; bu, moleküllerin bazı çekirdeklerinin içerdiği küçük bir mıknatıstır. Birkaç angström [2] ölçeğindeki bir molekülün çok yakın çevresini araştırmamızı sağlar. "Nükleer manyetik rezonans" bu küçük atomik mıknatıslar tarafından yayılan sinyalleri araştırır ve kauçuğun hâlâ yer yer sıvı olduğunu doğrulamamızı sağlar).

lateks moleküleri

Kızılderilinin çizmesi dâhiyane olmasına karşın çok tatmin edici sayılamaz çünkü bu lateks sıvası bir gün içinde dağılmaktadır! Dağılmasının nedeni ise şudur: Havadaki oksijen, zincirleri birbirlerine bağlarken ilk önce yararlı bir tepkime üretir. Ancak aynı zamanda, yeterince etkin olmasından dolayı yapı üzerinde kimyasal etkisini sürdürür ve ikinci aşamada zincirleri keser. Bu durum, elimizdeki makasla bir balıkçının ağındaki düğümleri rasgele kesmemize benzetilebilir. Bir anda ağ kendini koyverir. Kızılderilinin çizmesinin başına gelen de budur; böylece çizmenin şekli bozulur ve her şey berbat olur.

Bu sorun, 1849 yılında bulunan bir yöntemle giderilmiştir. Bu buluşu, adını herkesin bildiği bir Amerikalıya borçluyuz: yani Goodyear.

Basit bir nedenden kaynaklanan önemli sonuçlar

1849'da kimyada baş döndürücü gelişmeler yaşanmaktadır. Bu dönemde kimyacılar, pek çok yeni molekül üretmeye başlarlar; her şeyi az çok denerler, her şeyin birbiri üzerindeki etkisini ölçerler... Bunlardan özellikle Charles Goodyear (1800-1860) sırf meraktan, kauçuk ağacının lateksini alıp kükürtle beraber kaynatmaya karar verir. Lateksin ne olduğu hakkında hiçbir fikri olmayan Goodyear' in bildiği tek şey bunun karbon ve hidrojen içerdiğidir. Uzun zincirli moleküllerin varlığı kavramı ona tamamen yabancıdır. 

Ancak dener... ve ilerleme kaydeder. Aynı zamanda hem esnek hem de sağlam, siyaha çalan bir madde elde eder: Bu, doğal kauçuktur. Goodyear'den bir buçuk yüzyıl sonra bu kauçuk, endüstriyel üretimin temel direği olma niteliğini korumaktadır. Sıradan bir otomobilin basit bir lastiği değişik işlevlere sahip yaklaşık on altı elastik katman içerir; bu on altı katmandan çoğu günümüzde bile hâlâ Goodyear'in doğal kauçuğundan yapılmaktadır.

Goodyear'in kükürt kullanma fikrine nasıl vardığı kesin olarak açıklanamamakla beraber başarısının anahtarı bilinmektedir. Kükürtle oksijenin kimyasal özellikleri az çok aynıdır -ikisi de elementlerin periyodik tablosunda  aynı sütunda yer alır- ancak kükürt daha az reaktiftir. Zincirleri bazı noktalardan birbirlerine bağlayabilir fakat onları kesecek kadar etkin değildir. İşte, doğal kauçuğun uzun ömrünün sırrı burada yatmaktadır.

Bu ürünle ilgili son bir düşünceyi daha belirtelim. Kükürtle tepkiyen karbonlar (C) sayıldığında, örneğin 200 karbon atomundan yalnızca bir (C) atomunun tepkidiği görülür. Bu kimyasal tepkime son derece zayıf olmasına karşın fiziksel durumda bir karmaşa yaratmaya yeter ve sıvıdan katı şekle geçilmesine yol açar: işte bu kauçuktur. Heykeltıraşın başparmağını hafifçe bastırarak kilin biçimini değiştirmesi gibi bu olgu da maddenin zayıf dış etkilerle değişikliğe uğrayabileceğini kanıtlamaktadır. İşte "yumuşak madde"nin esas tanımı budur.

KAYNAK: "KIRILGAN NESNELER" PIERRE-GILLES DE GENNESJACQUES BADOZ ÇEVİRMEN: ANAHİD HAZARYAN TÜBİTAK POPULER BİLİM KİTAPLARI  5.BASIM S: 1-6