İsmini Yunan mitolojisindeki devasa Titanlardan alan titanyum dünyadaki en güçlü metal olarak bilinir. Ancak sanılanın aksine nadir bulunan bir element değildir titanyum. Yine de ucuz değildir. Zira çıkarılması ve işlenmesi çok zahmetlidir. Genellikle golf sopaları veya titanyum denizaltılar ile tanınan ve son zamanlarda süper otomobillerde de kullanılan titanyum farklı formlarda yiyeceklerde bile karşımıza çıkıyor. Evet. Çok güzel görünen pastaların kaplamalarında da kullanılıyordu. Fakat yakın zamanda tüm avrupada gıda olarak kullanımının yasaklandığını öğrendim. Ama biz özellikle “metal” olarak hangi alanlarda kullanılıyor ve neden bu kadar seviliyor ona bir bakalım…
1791 yılında amatör bir İngiliz madenbilimci William Gregor Cornwall isimli bir kasabanın yakınlarındaki bir nehirden garip bir siyah kum çıkarıyor. Bu kumun bir kısmının da manyetik olduğunu görüyor. Bu kısmın demir oksit olduğuna karar veriyor. Ama kalan kısmı çözemiyor. Başka bir oksit olduğunu yani oksijenle etkileşime giren başka bir element olduğunu anlıyor ama hangi element? Kitaplarda karşılaşmadığı bir şey karşısında duruyor. Bu garip oksiti başka bir isim, Alman kimyacı Martin Heinrich Klaproth da 1795 yılında keşfediyor ve buna “titanyum oksit” ismini veriyor.
Yani 18. Yüzyılın sonlarında keşfedilmiş bir metal titanyum. Fakat oksijenden izole edilerek saf titanyumun elde edilmesi bir yüz yıl kadar gecikecekti. 1910 yılında General Electric için çalışan Amerikalı kimyacı Matthew Hunter basınçlı bir oda içinde yüksek sıcaklıkta gümüşü andıran metali oksidinden ayırmanın bir yolunu buluyor ve bildiğimiz haliyle titanyum hayatımıza giriyor.
Titanyum bu hali ile alüminyum gibi diğer metallerle alaşım oluşturmak için kullanılabiliyor ve bu haliyle işte titanyum kuvvet ve ağırlık oranı açısından en yüksek değere sahip metal haline geliyor. Şöyle söyleyelim. Titanyum en az çelik kadar güçlü ancak %45 daha hafif bir metal. Bu özelliği sayesinde titanyum alaşımlı metaller tabi uçak motorları ve gövdeleri, roket, füze gibi metalin hem güçlü hem de olabildiğince hafif olması gereken uygulamalarda en çok kullanılan metal haline geliyor. Misal dünyadaki en büyük yolcu uçağı olan Airbus A380’de, çoğunluğu dev motorlarında olmak üzere 70 tonun üzerinde titanyum kullanılmıştır.
Bu arada 1930’larda yaşanan bir anlamda metalürji devrimi olarak adlandırabileceğimiz dönemde titantumun işlenme süreci inanılmaz verimli hale geldi ve bahsettiğimiz uygulamalar başta olmak üzere önce tabi savaş uçaklarının ve denizaltıların üretiminde yaygın bir şekilde kullanılmaya başlandıktan sonra ticari olarak da yaygınlaşmaya başladı.
Titanyumun başka harika özelliği de paslanmaması. Evet. Biliyorsunuz. Metallerin çoğu bizim paslanma olarak bildiğimiz elektromanyetik bir süreç sonunda en nihayetinde tüm özelliğini yitirir ve neredeyse yok olur. Buna hava ya da su neden olabilir. Metaller uzun bir süre oksijene maruz kaldığında oksijen metaldeki elektronları bir anlamda koparır ve işte paslanma dediğimiz “oksitlenme” de bu şekilde oluşur. En bilineni de demir oksittir. Aslında metali yok eden bu oksit değil, oksidin metali zayıflatması ve tuzlu su, asit gibi yok edicilerin saldırısına açık hale getirmesidir.
Ama demirde yıkıcı bir etkisi olsa da her oksitlenme metali yok etmez. Hatta güçlendirir. Titanyumda olduğu gibi. Titanyum oksijen ile temas ettiğinde yüzeyinde çok ince bir titantum dioksit (TiO2) tabakası meydana getirir. Bu tabaka da işte asit, alkali, tuzlu su gibi yıkıcılara karşı korur. Ne diyordu Nietszche? Sizi öldürmeyen şey güçlendirir… Aradığınızda felsefe her yerde değil mi? Tabi bu özelliği ile sadece uçaklarda değil metal için çok zararlı su altı araçlarında da çok uygun hale getiriyor. Gemilerin motorları, balast olarak bilinen denge mekanizmaları, güvertedeki sistemlerde genellikle bu nedenle titanyum alaşımı kullanılıyor.
Bu titanyumu koruyan üzerindeki titanyum dioksit tabakası sayesinde ayrıca titantum insan bedeni için de oldukça zararsız. Evet. Titanyum neredeyse kusursuz bir biyo-uyumlu madde. Yani insan bedeni için toksik veya alerjen değil. Ve hatta birçok çalışma titantumun doku ve kemiklerle birleşebildiğini de gösteriyor.
Zaten kemik ve eklem implantları, diş implantları, yapay göz veya kulakların eklem kısımları, yapay kalp kapakları, omurilik implantları ve hatta idrar yollarında kullanılan stentlerde titanyum en yaygın kullanılan maddelerin başında geliyor. Ve hatta çalışmalar gösteriyor ki titanyum implantlar vücudun bağışıklık sistemini harekete geçirerek örneğin diş veya çene implantlarında kemiğin doğrudan titanyumla bütünleşerek büyümesini sağlıyor.
Tabi örneğin kalça veya kemik tedavilerinde titanyumun kullanılmasının diğer bir sebebi de başta bahsettiğimiz güç ve ağırlık oranı en iyi metal olması. Bir de esneklik. Evet. Bu harika metal ayrıca inanılmaz esnek. Büküldükten sonra tekrar kendi şeklini alabiliyor. Soğukken bükülebilen ve ısındığında orijinal şeklini alan hafızalı metallerden olan titantum da o nedenle hem tıpta hem de bu esnekliğin önemli olduğu birçok alanda yaygın bir şekilde kullanılıyor. 20. yüzyılda titantum işlemesi daha da ucuzladığı için artık bu harika metali günlük uygulamalarda da kullanmaya karar verdiler. Bunun en önemli uygulama alanı da spor oldu.
90’ların başından itibaren titantum golf sopaları ortaya çıkmaya başladı. Tabi ilk çıktıklarında çok pahalıydı ancak çok başarılı oldukları için diğer spor dallarından da hemen rağbet görmeye başladı. Şimdi baktığınızda tenis raketleri, kayak takımları, bisiklet gövdeleri, beyzbol sopaları, dağcılık veya kamp ekipmanları ve hatta yarış atlarının nallarında bile titanyum kullanılıyor.
Fakat tüm bu bahsettiğimiz uygulamalara rağmen bugün yılda 6 ton civarı titanyum üretiminin sadece %5’i kadarı metal olarak kullanılıyor. Kalan büyük kısmı titanyum dioksit olarak değerlendiriliyor. Titanyumu pastan koruyan formundan bahsedioruz. Titantum dioksitin kullanım alanları ise biraz garip. Boya malzemeleri, kozmetik, ilaç ve hatta gıda sektöründe çok yaygın bir ürün haline geldi.
Örneğin beyaz boya daha önce kurşun bazlı bir pigmentle renklendiriliyordu. Fakat kurşunun sağlığa zararı anlaşıldıktan sonra titanyum dioksit kullanılmaya başlandı. Titantum dioksit pigmentlerle renklendirilen beyaz boyalar artık hem zararsız hem de çok daha dayanıklı olduğu için birçok evin duvarlarını süslüyor. Ayrıca titanyum dioksit oldukça yansıtıcı olduğu için çok çok parlak bir görüntü sağlıyor. Ve hatta bu özelliği sayesinde bildiğimiz pastaların üzerindeki beyaz krema kaplamasında da çok uzun yıllardır titantum dioksit çokça kullanılıyordu. Kullanılan saf titanyum değil elbette, daha çok titanya olarak bilinen ve nano parçacıklar şeklinde karışıma ekleniyordu. Fakat yine de yapılan çalışmalar sonucunda titanyum dioksitin herhangi bir şekilde gıda katkısı olarak kullanılması Avrupa birliği ülkelerinde bu yaz itibariyle tamamen sona erecek.
Ayrıca ilginç bir kullanım alanı da mimari diyebiliriz. Frank Gehry’i bilenler vardır. Dekonstrüktivizm olarak bilinen bir tür postmodern mimari akımın öncülerinden. Bir anlamda yapısal bütünlüğü bozarak, bazı oyunlar oynayarak sıradışı tasarımlar ortaya çıkarmak olarak tanımlayabileceğimiz bu akımı benimseyen Frank Gehry Walt Disney Konser Salonu, Prag’taki Dans Eden Ev ya da Weismann Sanat Müzesi gibi tanınmış yapıların mimarıdır.
Başka bir eserinde, İspanya Bilbao’da bulunan Guggenheim Müzesinin cephesinde de 33.000 adet titanyum panel kullanmıştır. Bu sayede farklı açılardan baktığınızda ve farklı ışık şartlarında renk ve görünümü değişen harika bir eser çıkarmıştır ortaya…
Yani özetle titanyum gerçekten her anlamda harika bir metal. Doğanın bize muhteşem bir hediyesi. Tabi doğanın hediyesi derken hemen bu elementten sorumlu süreçten de bahsedelim. Biliyorsunuz, periyodik cetveldeki elementlerin üretiminden sorumlu olan doğal, bazıları korkunç ve yıkıcı süreçler var. Titanyumu üreten süreç de bir süpernova. Ama özel bir süpernova, beyaz cücenin patlaması ile oluşan bir süpernova. Daha önce de konuşmuştuk bunu. Bu tip yıkıcı kozmik olaylar bize normalde kendi kendine oluşmayacak daha ağır elementleri sağlar. Yani bir titanyum diş implantınız varsa ağzınızda bir beyaz cüce süpernovasında üretilmiş bir şey taşıyorsunuz. Bunu bilmenizi istedim…
Bir metalden bahsederken felsefe, mimari ve astronomiye de sıçramış olduk. Ama güzel oldu değil mi?
