SupplyChainBrain, ileri teknolojileri daha ucuz, daha temiz ve daha verimli kılma yarışında bilim insanlarının alışılmadık bir öğretmene yöneldiğini aktardı: küçük bir deniz yumuşakçası. UC Irvine'daki araştırmacılar, Japonya'daki ortaklarıyla birlikte çalışarak chiton'ların (gel-git arası bölgelerde yaşayan küçük deniz canlıları) ultra-sert dişlerini katman katman nasıl inşa ettiğini ortaya çıkardı. Bu bulgu, yakıt hücrelerinden yeni nesil elektroniğe kadar pek çok alanda kritik malzemelerin sentezi için daha temiz ve daha hassas yöntemler geliştirilmesine yön veriyor. UC Irvine malzeme ve mühendislik profesörü ve Biomimetic and Nanostructured Materials Laboratory'ın direktörü David Kisailus, "Chiton'lar her birkaç günde bir yeni diş çıkartıyor; endüstriyel kesme aletlerinde, öğütme ortamlarında, diş ve cerrahi implantlarda, koruyucu kaplamalarda kullanılan malzemeleri geride bırakan dişler, üstelik oda sıcaklığında ve nano ölçekli hassasiyetle" dedi. Kisailus, "Bu biyolojik tasarımlardan ve süreçlerden öğrenecek çok şey var" diye ekledi.
Biyomimetik (biomimetics), doğadaki biyolojik sistemleri taklit eden bir mühendislik tasarım disiplini olarak tanımlanıyor ve Janine Benyus'un 1997 tarihli "Biomimicry: Innovation Inspired by Nature" kitabıyla geniş kitlelere ulaştı. Velcro (burdock bitkisi taklidi), Shinkansen bullet train (yalıçapkını gagası taklidi), Eastgate Centre Harare (termit yuvası havalandırması), Speedo Fastskin (köpekbalığı derisi), Lotusan boya (lotus etkisi), Mercedes-Benz Bionic (boxfish hidrodinamiği) ve Whalepower türbinleri (kambur balina yüzgeci), öne çıkan biyomimetik uygulama örnekleri arasında yer alıyor. UC Irvine (University of California Irvine), Irvine, California'da faaliyet gösteriyor; Howard Gillman Chancellor görevini yürütüyor. Henry Samueli School of Engineering, UC Irvine'ın mühendislik fakültesi olup dekan koltuğunda Magnus Egerstedt oturuyor. David Kisailus, UC Irvine'a geçmeden önce UC Riverside'da görev aldı ve biyomimetik malzeme bilimi alanının öncü isimlerinden biri oldu.
Küresel batarya endüstrisi, EV (elektrikli araç), şebeke depolama (BESS) ve tüketici elektroniği alanlarına yayılmış durumda. CATL (Contemporary Amperex Technology Co. Limited, Ningde, Çin), küresel EV batarya pazarında %35'i aşan paya ulaşarak dünyada en büyük batarya üreticisi konumunda; Robin Zeng Kurucu ve Başkanlık görevini yürütüyor. BYD (Build Your Dreams, Shenzhen, Çin) ikinci sıraya yerleşiyor; Wang Chuanfu Yönetim Kurulu Başkanlığı'nı üstleniyor. LG Energy Solution (Seul, Güney Kore), Samsung SDI, SK On, Panasonic Energy (Tesla ortağı), Northvolt (İsveç; iflas etti), EVE Energy, Gotion High-Tech, SVOLT, CALB, Farasis Energy, Verkor (Fransa), ACC (Stellantis, Mercedes, TotalEnergies), PowerCo (VW), Envision AESC, Ultium Cells (GM-LG), BlueOval SK (Ford-SK) ve Toyota Battery Manufacturing, önde gelen EV batarya üreticileri arasında yer alıyor.
Batarya kimyaları ve teknolojileri; NMC (Nickel Manganese Cobalt), NCA (Nickel Cobalt Aluminum), LFP (Lithium Iron Phosphate), LMFP (Lithium Manganese Iron Phosphate), solid-state battery (SSB), lityum-sülfür, sodyum-iyon, silikon anot, lityum metal anot ve dry electrode gibi başlıkları kapsıyor. QuantumScape, Solid Power, Factorial Energy, SES AI, Sila Nanotechnologies, Group14, Amprius Technologies, StoreDot, Enovix, Natron Energy, Form Energy (uzun süreli depolama), ESS Inc. ve Eos Energy, yeni nesil batarya alanındaki öne çıkan girişimler arasında sayılıyor. Argonne National Laboratory, Oak Ridge National Laboratory, SLAC National Accelerator Laboratory, Lawrence Berkeley National Laboratory ve NREL (National Renewable Energy Laboratory), ABD'nin önde gelen batarya araştırma merkezleri arasında yer alıyor. Battery 500 Consortium, DOE Joint Center for Energy Storage Research (JCESR), European Battery Alliance ve Faraday Institution, başlıca araştırma konsorsiyumlarını oluşturuyor. Chiton dişlerinin biyomimetik incelemesi, oda sıcaklığında nano ölçekli hassasiyetle malzeme sentezini mümkün kılarak küresel batarya endüstrisi için yeni bir üretim paradigmasının kapısını aralıyor.
Önemli Notlar:
1. UC Irvine ve Japonya ortaklarının chiton dişi sentezi araştırması yayımlanıyor.
2. David Kisailus, biyomimetik malzeme biliminin öncü ismi.
3. Chiton dişleri oda sıcaklığında nano ölçekli hassasiyetle üretiliyor.
4. Bulgular yakıt hücresi, yeni nesil elektronik ve batarya malzemeleri geliştirmeye yön veriyor.
5. Biyomimetik, doğadan ilham alan mühendislik tasarım disiplini.
