Prof. Dr. Sait Yılmaz

Prof. Dr. Sait Yılmaz

Kritik malzemeler & kritik teknolojiler...

Kritik maddelere dayalı yeni malzeme üretimi ve bununla ilgili teknolojilerin ulusal hatta küresel güvenlik alanına olan yansımaları ile gittikçe daha fazla önem kazanmaktadır. Yüksek teknolojili ürünlerin sadece sivil ya da ticari değil savunma ve güvenlik alanında da “oyun değiştirici” nitelikte önemli uygulamaları var. Sorun, bunların üretiminde ihtiyaç duyulan bazı kritik maddelerin az bulunur olması ve bu maddelerin çoğunun Çin’de çıkması. Bu nedenle, Çin’i kendine hedef seçmiş Batı teknolojisi, tıpkı 5G’de olduğu gibi pek çok teknolojik rekabet alanında gittikçe çıkmaza girmektedir. Üstelik Çin’in tekelini oluşturduğu bu kritik maddeler işgali altındaki Doğu Türkistan’da çıkarılmaktadır. Türk ulusal güvenliği açısından da konunu takibinden öte acilen atılması gereken adımlar vardır. Türkiye’nin Bor madeni rezervlerini uluslararası alanda bir avantaja taşıyacak çalışmalar yapması gereklidir.

Çin’in Dünya Kritik Malzeme Tekeli..

Konu aslında büyük ölçüde ‘malzeme bilimi’ alanına girmekte olsa da, güvenlik ve savunma alanında önemli etkileri var. Örneğin III. Napolyon’un (1806-1873) alüminyum çatal-bıçak takımlarının o dönemde yarattığı etki gibi, bugün karbon nano-tüpler de hem sanayi hem de savunma alanında büyük bir potansiyel temsil etmektedir. Dünyada az bulunan kritik maddeler ve ana tedarikçileri Harita-1’de görülmektedir.

Dünyada az bulunan maddeler, yüksek kaliteli dijital ve teknolojik ürünleri üretmek için gereklidir. Bu ürünlere sahip olmak teknolojik üstünlüğün anahtarıdır. Akıllı telefonlar, bilgisayarlar, tabletler ve televizyonlar dünyada az bulunan alaşımlar ile üretilmektedir. Otomotiv sektöründe ise özellikle melez (hibrid)/elektrikli parçalar, lantan ve seryum kullanılmaktadır.

Savunma sanayi alanındaki en kritik maddeler ise;

- Lantan; gece görüş gözlükleri, neodim lazer mesafe ölçücüler, kılavuz ve haberleşme sistemlerinde.

- Öropyum (renkli tv.lerde kırmızı renk üreten toprak metal); lamba ve monitörlerde flüor ışık ve fosfor kullanımı.

- Elbiyum; fiber-optik veri transferinde güçlendirici katkısı.

-Samaryum; yüksek ısıda daimi mıknatıs, isabet güdümlü silahlardaki rolleri yanında görünmezlik teknolojisinde “beyaz parazit” üretiminde kullanılmaktadır.

Bu maddeler dünyada az bulunmaktadır ve yüksek teknolojinin ayrılmaz bir parçasıdırlar. Bunun yanında onların çıkarılması (madenciliği) oldukça pahalıdır. Çin’in bu maddelerin çoğuna sahip ve bazılarında tekel konumunda olduğu için konu pek çok Batılı ülke için bir ulusal güvenlik sorunu olarak algılanmaktadır.

Halen ABD, ihtiyaç duyduğu kritik maddelerin %80’ini Çin’den tedarik etmektedir. Dolayısıyla bu kritik maddeler Çin için Batıya karşı bir tedarik zinciri açısından stratejik zorlama vasıtası haline gelmektedir. Bu nedenle, başta Apple olmak üzere Amerikalı şirketler bu tür maddelere ihtiyaç olmadan üretim yapma stratejisi izlemektedirler. Söz konusu olan öncelikle akıllı telefonlar ve bilgisayarlar gibi ileri teknoloji vasıtalarında kullanılan lityum-iyon bataryaları gibi ürünlerdir. Bunların alternatifi nano-tüpler ve grafen gibi nano-malzemeler olabilir ama bu malzemelerin üretiminde ihtiyaç duyulan maddelerin ana tedarikçisi de gene Çin’dir. Kritik maddelerin kullanıldığı kritik teknolojiler Şekil-1’de görülmektedir.

 Çin için Doğu Türkistan’ın bağımsızlığı yönünde atılacak adımlar, coğrafi olarak İpek Yolu’nun Batıya açılan kapısı olmaktan öte, değerli madenleri ile de vazgeçilmezdir. Bu yüzden, pek çok Çin şirketi burada konuşlanmıştır. Şimdi kritik maddeleri ve ilgili teknolojiler ile ilgili gelişmeleri özetleyelim.

Karbon nano-tüpler..

Karbon Nano-tüpler (CNTs); sentetik biyo-malzemedir. Bir alet veya eriyik (genellikle polimerler ile) içine tek bir işlev için konularak yeni bir malzeme (birleşik) elde edilir.

Karbon nano tüpler, lityum-iyon teknolojisi, grafenli malzemeler gibi pek çok yeni malzeme dünya madenciliğinde halen çok az çıkarılan lityum, nikel, manganez ve kobalt maddesi içerir. Bu maddelere olan talebin halen %15-20’si karşılanabilmektedir.

Karbon nano-tüpler, ABD, Avrupa, Rusya ve Çin tarafından havacılık ve savunma, elektrik ve elektronik, haberleşme ve bilgi işlem, enerji, giysiler ve elbiseler, otomotiv veya sanayi uygulamaları için kullanılmaktadır. Özellikle askeri alandaki uygulamaları öne çıkmaktadır. Nano tüpler ve grafen kullanımı ile ilgili örnek kullanımlar arasında termal/elektrik iletkenliği (elektromanyetik indüksiyon koruması veya yıldırım koruması), radar şeffaflığı ve nesne etkisi gösterilebilir. Nano tüpler;

- (Araç, silah veya kişisel korumada) yapısal takviye,

  - Bez ve kumaşlar (optik, termal kamuflaj, ateşten koruma, su korkusu ve iletken/enerji depolama giyimi),

- Enerji depolama,

- Harekete geçirici (yapay kaslar vb.),

- Sensörler ve

- Elektronik parçaları olan silikona alternatif olarak kullanılabilir.

 

Şu anda karbon nano tüpler alanında Çin’in belirgin bir üstünlüğü bulunmakta olup, Batılı ülkeler bu alanda yarışa girmek için öncelikle üretim ihtiyacı konusunda farkındalık yaratmaya çalışmaktadır. Çin’e olan bağımlılığın azaltılması için az bulunan bu madenlerin çıkarılması ve işlenmesi için arayış başlamıştır. Kullanılmış ürünlerden dönüşüm yolu ile elde edilecekler için de çalışmalar yapılıyor.

CNT, pahalı bir ürün ve pek çok ülke ekonomisi üretim ve tüketim sıkıntısı içinde ve Çin, her iki konuda da dünya pazarına hâkim konumda. Çin, CNT pazarının en büyük tedarikçisi ve tüketicisi iken onu ABD izlemektedir. Çin’de CNT sektörüne üniversiteler ve araştırma kuruluşları liderlik ederken, ABD’de ise şirketler bu roldedir. İki ülke arasındaki rekabet özellikle know-how transferi ve tedarik zincirleri üzerine yoğunlaşmıştır.

Lityum-iyon teknolojisi..

Lityum, yüksek elektro-kimyasal potansiyeli nedeni ile ısı transferi uygulamalarında kullanılır. Lityum-iyon (Li-iyon) bataryası, lityum metal oksitten tapılmış katot ve grafit karbondan yapılmış anot ile bir elektro-kimyasal depolama teknolojisidir. Bu teknoloji en çok lap-toplarda, mobil telefonlar, elektrikli ve elektronik aletler ile medikal cihazlarda ve uçaklar da kullanılır. Genellikle % 60 nikel, %20 manganez ve %20 kobalt kullanılır. Nikel kullanımı yüksek enerji sağlar ama istikrarı azaltır. Li-iyon bataryalar en çok Avrupa’da kullanılmaktadır. Lityum-iyon bataryalar, askeri uygulamalarsa özellikle taktik telsizler, termal görüntü alıcılar, elektronik cihazlar ve taşınabilir bilgi işlemcilerde kullanılıyor. Önümüzdeki beş yıl içinde askeri araçlar, gemiler, sığınak uygulamaları, uçak ve füzelerde kullanılması bekleniyor.

Makalenin devamı ve geniş versiyonu için;

https://www.academia.edu/45629904/Kritik_malzemeler_and_kritik_teknolojiler_

Önceki ve Sonraki Yazılar
SON YAZILAR