Düşünün ki yerin derinliklerinde gizlenmiş küçük bir cevher taneciğisiniz. ⛏️ İçinizde, geleceğin teknolojilerini mümkün kılacak Nadir Toprak Elementleri (NTE’ler) var: belki Neodimyum, belki de Praseodimyum.

Yıllarca kayaların arasında sessizce kaldıktan sonra, bir gün madenciler tarafından yeryüzüne çıkarılıyorsunuz. Ama yolculuğunuz daha yeni başlıyor…

🔬 Laboratuvarda İlk Durak

Siz, diğer minerallerle birlikte bir çözeltinin içine giriyorsunuz. Burada amaç, içinizdeki değerli metalleri ortaya çıkarmak. Ancak sorun şu ki: Neodimyum ve Praseodimyum birbirine çok benzer ve onları birbirinden ayırmak hiç de kolay değildir. 🤔

İşte bu noktada solvent ekstraksiyon (SX) yöntemi devreye girer.

🧪 Seçici Ayıklama

Laboratuvar teknisyenleri, organik çözücülerden oluşan özel bir sıvı ekler: D2EHPA (Di-2-etilheksilfosforik asit).

• Düşük derişimde çözücü, metal iyonlarına 3:1 oranında bağlanır.

• Daha yüksek derişimlerde ise bu bağlar 6:1’e kadar çıkar.

Yani sizin için adeta bir elek görevi görür; doğru konsantrasyon seçilerek hangi elementin çözücüye geçeceği belirlenir. ⚖️

📊 Hesaplamalar ve Diyagramlar

Peki bu ayrım ne kadar verimli?

• Deneylerde dağılım oranı (D) ve ayrım faktörü (β) ölçülür.

• Ardından McCabe–Thiele diyagramları çizilir. Bu diyagramlar sayesinde, sürecin sanayi ölçeğinde nasıl işleyeceği öngörülür.

Böylece laboratuvardaki küçük şişelerden, devasa tesislere uzanan bir köprü kurulmuş olur. 🏭

💻 Moleküllerin Dünyasına Yolculuk

Ama araştırmacılar bununla yetinmez. İşin içine kuantum kimyasal modelleme (ORCA) girer. Bilgisayar simülasyonlarıyla, moleküllerin birbirine nasıl bağlandığı, hangi komplekslerin daha kararlı olduğu ortaya çıkar.

Siz artık sadece bir cevher taneciği değil, atomik ölçekte çözümlenen bir bilimsel sır haline gelirsiniz. ✨

🔍 Spektroskopinin Gözünden

Sonraki aşamada FTIR spektroskopisi ile çözücü ve metal arasındaki bağlar adeta fotoğraflanır.
Elde edilen log–log eğrileri de bu sonuçları destekler. Yani hem deney, hem hesaplama, hem de spektroskopi aynı noktada buluşur.

🌱 Geleceğe Doğru

Bu yolculuğunuz yalnızca bir laboratuvar hikâyesi değildir. Sizden elde edilen bilgiler, sürdürülebilir ve çevre dostu süreçlerin gelişmesine katkı sağlar.

• Daha az atık ♻️

• Daha verimli ayırma ⚙️

• Temiz enerjiye giden yolda daha güvenli bir hammadde tedariki 🔋🌍

✨ Sonuç: Bir cevher taneciğinin yolculuğu, bilim insanlarının ellerinde, modern dünyanın vazgeçilmez teknolojilerine dönüşür. Bu hikâye, hem bilimsel merakın hem de insanlığın geleceğe dair umutlarının bir parçasıdır.

📝 Bu çalışma, doktora araştırmalarım kapsamında yürütülmekte olup; deney, modelleme ve spektroskopiyi bir araya getirerek NTE’lerin ayrıştırılmasına dair yeni yollar açmayı hedeflemektedir.

Dijital çağın kalbi, elimizdeki telefonlardan 🚀 elektrikli araçlara 🚗🔋 kadar uzanan geniş bir yelpazede kullanılan lityum-iyon pillerdir. Ancak bu piller ömürlerini tamamladıklarında büyük bir sorun oluşturur: atık ve kritik metal kaybı. İşte tam da bu noktada, Ni–Co–Mn (Nikel, Kobalt, Manganez) geri kazanımı devreye giriyor. ♻️

1️⃣ Neden Ni–Co–Mn Önemli?

Nikel (Ni): Yüksek enerji yoğunluğu sağlar ⚡

Kobalt (Co): Pilin güvenliği ve kararlılığında kritik 🛡️

Manganez (Mn): Daha düşük maliyetle dengeleyici rol oynar ⚖️
👉 Bu üç element birlikte NCM katodunu oluşturur, yani modern Li-ion pillerin en stratejik bileşenidir.

2️⃣ Sorun: Atık Piller ve Kritik Hammadde Açığı

Dünya çapında milyonlarca ton Li-ion pil her yıl atığa dönüşüyor. 🌍

Bu pillerin içinde kalan değerli metallerin geri kazanılmaması, hem ekonomik kayıp hem de çevresel risk anlamına geliyor.

3️⃣ Çözüm: Solvent Ekstraksiyon (SX) Yöntemi

Önce piller hidrometalurjik yöntemlerle çözündürülür. 🧪

Ortaya çıkan çözeltide Ni–Co–Mn iyonları bulunur.

Organik çözücüler (örn. D2EHPA, Cyanex serileri) ile metal iyonları seçici olarak ayrılır.

Bu sayede Co, Ni ve Mn birbirinden saflaştırılarak tekrar kullanılabilir hale gelir.

4️⃣ Araştırmamızda Neler Yaptık?

Dağılım oranları (D) ve ayrım faktörleri (β) hesaplandı. 📊

pH, A/O oranı ve ekstraktant konsantrasyonu gibi parametreler optimize edildi.

McCabe–Thiele diyagramları ile endüstriyel ölçekli simülasyon yapıldı.

Gerektiğinde ORCA ile moleküler modelleme ve FTIR spektroskopisi ile mekanizmalar incelendi. 🔍

5️⃣ Sürdürülebilirlik Boyutu 🌱

Bu yöntemle kritik metallerin geri kazanımı, döngüsel ekonomi için kilit rol oynuyor.

Yeni maden açmaya gerek kalmadan, mevcut kaynakların yeniden değerlendirilmesi sağlanıyor.

Aynı zamanda pil atıklarının çevreye vereceği zarar da önlenmiş oluyor.

✨ Sonuç: Ni–Co–Mn geri kazanımı, yalnızca bilimsel bir araştırma değil, aynı zamanda geleceğin enerji güvenliği ve sürdürülebilirliği için hayati bir adım.

📝 Bu çalışma, atık pillerin değerli bir kaynak olarak yeniden değerlendirilmesini sağlayan, hem akademik hem de endüstriyel açıdan büyük öneme sahip bir projedir.

🐝 Termal Arayüz Malzemeleri ile Isıyı Kontrol Etmek

Elektronik cihazların hızla geliştiği bir çağdayız. 🚀 İşlemciler daha güçlü, bataryalar daha yoğun, güç elektroniği daha karmaşık hale geliyor. Ancak bu gelişmelerin önünde görünmeyen bir engel var: ısı. Fazla ısınan bir elektronik bileşen, performansını yitiriyor, ömrü kısalıyor hatta cihazın tamamen arızalanmasına neden olabiliyor. İşte bu kritik noktada ThermaBee doğdu. 🌡️✨

1️⃣ Isı Yönetiminin Önemi

• Bilgisayar işlemcileri 🖥️, elektrikli araç bataryaları 🚗🔋 ve yenilenebilir enerji sistemleri ⚡ hepsi yoğun ısı üretir.

• Bu ısının hızlı ve güvenilir şekilde uzaklaştırılması gerekir. Aksi takdirde sistem kararlılığını kaybeder.

• Çözüm: Termal Arayüz Malzemeleri (TIMs) → ısıyı kaynak ile soğutucu arasından etkin bir şekilde taşır.

2️⃣ ThermaBee Fikri Nasıl Doğdu?

• Araştırmalarım sırasında fark ettim ki piyasadaki termal macunlar genellikle yüksek fiyatlı, düşük çevresel sürdürülebilirliğe sahip ve belirli koşullarda performans kaybeden ürünlerdi.

• TÜBİTAK’ın genç araştırmacılara sunduğu desteklerle 🏅 bu fikri bir projeye dönüştürdüm.

• Proje sonucunda sadece akademik bir başarı değil, aynı zamanda bir spin-off şirket kurma fırsatı da doğdu. ThermaBee böylece bir araştırma projesinden ticarileşmeye giden yolculuğa başladı. 🐝

3️⃣ Bilimsel Çekirdek: Termal Macun Geliştirme

• Matris Malzemesi: Polimer esaslı bir yapı seçildi.

• Dolgu Malzemeleri: Yüksek termal iletkenliğe sahip partiküller (ör. metal oksitler, karbon türevleri) kullanıldı.

• Optimize Edilen Özellikler:

  • 🔥 Termal iletkenlik (ısıyı hızlı taşımak)

  • ⚖️ Viskozite (sürülmesi kolay ama akmayan kıvam)

  • ⏳ Kararlılık (zamanla performans düşmemesi)

4️⃣ Ölçüm ve Test Süreci

• Termal iletkenlik ölçümleri özel cihazlarla yapıldı. 📊

• Yüksek sıcaklık döngü testleri ile malzemenin ömrü ve dayanıklılığı incelendi.

• Referans ticari ürünlerle kıyaslandığında, ThermaBee’nin rekabetçi ve yenilikçi bir performans sunduğu görüldü. ✅

5️⃣ Uygulama Alanları 🌍

• Bilgisayar işlemcileri ve GPU’lar 🎮💻

• Elektrikli araç bataryaları ve güç elektroniği 🚗🔋⚡

• LED aydınlatma sistemleri 💡

• Yenilenebilir enerji santrallerinde güç dönüştürücüler ☀️🌬️

6️⃣ Araştırmadan Girişime: ThermaBee’nin Yolculuğu 🚀

ThermaBee sadece bir laboratuvar ürünü olmadı. TÜBİTAK’tan alınan ödül, yatırımcılarla görüşmeler ve girişimcilik ekosisteminden alınan desteklerle bir şirketleşme süreci başladı.

Bu yolculuk, bir araştırma fikrinin gerçek dünya sorunlarını çözen, ekonomik değere dönüşen bir ürüne evrilebileceğinin somut kanıtı oldu.

✨ Sonuç: ThermaBee, ısının yönetiminde yeni bir soluk getirerek hem akademik dünyada hem de sanayide yer bulmayı başardı.

📝 Bu proje, bilimsel araştırmalarımın girişimciliğe açılan kapısı oldu ve ilerleyen dönemde daha çevreci, daha verimli termal çözümler geliştirmek için çalışmalar devam ediyor.