Nano Bor Hakkında

              Nano boyutlu malzemeler 0,1nm’den 100 nm’ye kadar olan yapısal uzunluk ve karakterizasyondaki malzemeleri temsil eder. Malzemenin daha küçük boyuta indirgenmesi mikro ve makro boyuttaki malzemelere göre pek çok özelliğinin iyileşmesine imkân vermektedir (Ozkan, 2006).

Şekil 1. Mikro ve nano parçacıkların boyutsal gösterimi [Yetgin (2006)].

            Birçok mühendislik sistemlerinde kullanılan malzemenin yüzey özellikleri (boyut gibi) malzemenin bünye özelliklerinden çok daha önemlidir. İşte malzemelerin yüzeylerinde nano yüzeylerin oluşturulmasıyla aşınma, adezyon ve korozyona karşı direnç gibi özelliklerinin de geliştirilmesinin mümkün olacağı düşünülmektedir (Ozkan, 2006).
             Malzemeler nano boyuta indirgendiği zaman:

  • Mekanik olarak çok sağlam, kovalent bağ ile bağlı yapılar
  • Farklı yarıçaplarda, çok katlı olabilen, çok kararlı yapılar
  • Yüksek elastik modül
  • Kırılma tokluğunun çok yüksekliği ve
  • Esneklik gibi malzeme bilimi açısından önemli birçok özellik kazanmaktadır (Yetgin, 2006).

 
Cheng vd. (2011) nano boyutlu hidrat kireç içeren ılık karışım asfaltın nem hassasiyetini incelemişlerdir. İki farklı boyutlu yani 1,3 µm boyutlu hidrat kireç (kontrol numuneleri)  ile yaklaşık yarı boyutuna indirgendiği (600 nm) hidrat kireç, üç farklı agrega türü ve iki farklı Warm-Mix Asphalt (WMA) türü kullanılarak deneyler yapılmıştır. Nano boyuta indirgenmiş hidrat kireç kullanılan örneklerin dolaylı çekme mukavemeti sonuçları, kontrol numunelerinden elde edilen sonuçlardan yaklaşık olarak %8 daha yüksek çıkmaktadır. Partl vd. asfalt kaplamalarda nano bilim ve nano teknolojinin kullanımıyla ilgili yapmış oldukları araştırmada bitüm içerisinde düzgün bir dağılım sergileyen nano-fiberlerin herhangi bir fiziksel etki olmaksızın bitümle agrega arasında adeta bir yapıştırıcı rolü üstlendiğini, yani adezyonu iyileştirdiğini öngörmüşlerdir. Parviz (2011) nano malzemelerin asfalt ve katranda kullanılabilirliğini araştırmıştır. Nano boyuta inildiği zaman malzemenin, erime sıcaklığı, manyetik özellikleri ve rengi gibi bir takım davranışları değişmektedir. Nano teknolojinin bu kullanımı asfalt ve katranın çeşitli özelliklerini iyileştirmektedir. Nanokil ile modifiye edilmiş bitümün adezyon ve kayma mukavemeti artmakta, deformasyonlara gösterdiği direnç iyileşmektedir. Buna ek olarak, nano kil katkısı düşük sıcaklıklarda yorulmaları da azaltmaktadır. Çalışmanın düşük sıcaklıklarla ilgili bu sonucundan yola çıkılarak, nano katkıların ılık karışım asfalt betonunda da iyi bir performans göstereceği düşünülmektedir.
Hao vd. (2012) nano kalsiyum karbonat katkılı asfalt betonunun performansını araştırmışlardır. % 6 nano kalsiyum katkısı karışımların dinamik stabilitesini artırmaktadır. Xiao vd. (2011) nanoteknolojinin inşaat mühendisliğindeki uygulamalarının oldukça yeni olduğunu vurgulamış ve yapmış olduğu çalışmada bitümlü karışımın % 0 - % 0,5 - % 1 ve % 1,5 oranlarında karbon nano partikül içeren asfalt karışımların performansını test etmiştir. Nano partikül katkısıyla karışımların deformasyon direncinin arttığını ortaya koymuştur.
Goh vd. (2011) nano kil ve karbon mikro fiber katkılarının asfalt karışımların nem hassasiyeti performansını artırdığını ve pek çok durum için nem hasarı potansiyelini düşürdüğünü ortaya koymuşlardır. Optimum asfalt içeriği % 5,2 olarak seçilen çalışmada ağırlıkça bitümün % 2’ sine kadar artan oranlarda nano kil ve karbon mikro fiber katkıları geleneksel sıcak karışıma ilave edilmiştir. Bazı örnekler su ve çeşitli çözücülerle koşullandırılmış bazıları ise kuru tutulmuştur. Sonuçta, nano partikül kullanılmasının nem hassasiyeti üzerinde olumlu etkileri gözlenmiştir.
Yukarıda sözü edilen çalışmalardan da görülebileceği üzere, nano malzemelerin sahip oldukları kararlı yapıları sayesinde asfalt karışımları tekerlek izine karşı dirençli hale getirmeleri, yine karışımların pek çok özelliklerini iyileştirmeleri gibi özelliklerinden dolayı nano malzemelerin kullanımı faydalı görülmektedir. Ancak yapılmış olan bir çalışmada köpük asfalt uygulamalarının tümünde soyulmayı önlemek için amin kökenli katkı maddelerinin (DOP) kullanılması gerekli görülmüş, adezyonu sağlamak için karışımlara bu katkılardan ilave edilerek adezyonun iyileştiği gözlemlenmiş ancak bu sayede köpük asfalt uygulamalarında adezyon problemi görülmemiştir (Malkoç, 2013).