Vazgeçilmez Element: Gümüş

Milattan önce 3000’li yıllarda kadar uzanan bir geçmişte, Anadolu’da gümüşün çıkarıldığı tahmin edilmektedir. Bu değerli metal, erken uygarlıkların gelişmesine yardımcı olmuştur. Milattan önce 1200’lü yılarda ise gümüş üretim merkezi Yunanistan’daki Laurium madenlerine doğru kaymış ve bölgenin büyüyen imparatorluklarını beslemeye devam etmiş, hatta antik Atina için para bile sağlamıştır. Milattan önce 100’lü yıllara gelindiğinde, gümüş madenciliğinin merkezi, Roma İmparatorluğu hakimiyetindeki İber Yarımadasına (İspanya) taşınmıştı. Bununla birlikte, gümüş tarihinde başka hiçbir tek olay, Kristof Kolomb’un 1492’de Yeni Dünya’ya ayak basışını takiben Avrupalı fatihlerinin Amerika’daki bol miktarda bulunan gümüşü ele geçirişi kadar etkili olamaz. İspanya’nın Amerika kıtasını fethi, gümüş madenciliğinde bir artışa yol açtı. 1500-1800 yılları arasında Bolivya, Peru ve Meksika, dünya gümüş üretimi ve ticaretinin yüzde 85’inden fazlasını oluştururken Yeni Dünya’da ve başka yerlerdeki İspanyol nüfuzunu artırdı. Daha sonra madencilik, Nevada’daki Comstock Lode’un keşfiyle diğer ülkelere, özellikle de Amerika Birleşik Devletleri’ne yayıldı. Gümüş üretimi, 1870’lerde yıllık 40 ile 80 milyon ons arasında büyümeye devam etti. 1876’dan 1920’e kadar olan süreç, hem teknolojik yeniliklerde hem de dünya çapında yeni bölgelerin sömürülmesinde bir patlama yaşadı. 19. yüzyılın son çeyreğinde üretim, ilk 75 yılın ortalamasının üzerinde dört katına çıkarak, yılda toplam yaklaşık 120 milyon onsa ulaştı. Avustralya, Orta Amerika ve Avrupa’daki yeni gümüş keşifleri toplam dünya gümüş üretimine katkıda bulundu. 1900 ve 1920 arasındaki yirmi yıl, küresel üretimde %50’lik bir artışla sonuçlandı ve toplamı yılda yaklaşık 190 milyon onsa getirdi. Bu artışlar Kanada, Amerika Birleşik Devletleri, Afrika, Meksika, Şili, Japonya ve başka yerlerdeki yeni keşiflerle desteklendi. 1900’lü yıllar boyunca yeni madencilik teknikleri toplam gümüş üretiminde büyük artışa katkıda bulundu. Atılımlar arasında buhar destekli delme, maden susuzlaştırma ve iyileştirilmiş nakliye sayılabilir. Ayrıca madencilik tekniklerindeki ilerlemeler, gümüşü diğer cevherlerden ayırma yeteneğini arttırdı ve daha büyük miktarlarda malzemenin işlenmesini mümkün kıldı. Bu yeni yöntemler, artan üretim hacmi için kritikti, çünkü dünyadaki yüksek dereceli cevherlerin çoğu 19. yüzyılın sonuna kadar büyük ölçüde kullanılmıştı. Eski kültürlerin nispeten küçük miktarlarda madenciliğe başlamasından binlerce yıl sonra, gümüş üretimi 2018 yılında yaklaşık 855 milyon onsa ulaşmıştır. Gümüş üretiminde Meksika başta gelmektedir, diğer büyük üreticiler Peru ve Çin’dir.

Gümüşün Endüstride Kullanım Alanları

Gümüş elektrik anahtarlarından, güneş panellerine, fotoğraf filminden kimyasal süreçlerde kullanılan katalizörlere kadar birçok endüstride önemli bir bileşen olarak kullanılmaktadır. Eşsiz özellikleri, vazgeçilmesini neredeyse imkansız hale getirir ve kullanımları çok çeşitli uygulamalara yayılır.

Gümüş ve Güneş Panelleri

Gümüş, elektrik üreten güneş pillerinin üretiminde hayati bir rol oynar. Gümüş tozu, bir macuna dönüştürülerek daha sonra bir silikon wafer üzerine yerleştirilir. Güneş ışığı silikona çarptığında, elektronlar serbest bırakılır ve çok iyi bir iletken olan gümüş elektriği hemen kullanılmak üzere taşır veya daha sonra tüketilmesi için bataryalara gönderir. Son yıllarda teknolojik gelişmeler, nispeten pahalı bir element olan gümüşün fotovoltaik (PV) alanında daha az oranlarda kullanmasını mümkün kılıyor. Ancak buna rağmen, birçok ülkenin güneş dahil yenilenebilir enerji kaynaklarından elektrik üretme konusundaki kararlılıkları göz önüne alındığında, PV sektörünün gümüşe olan talebinin artarak devam edeceğini öngörmek mümkün. Örneğin, Avustralya, Avrupa ve Hindistan’ın, önümüzdeki yıllarda artan sayıda güneş enerjisi sistemleri kurulumları yapması bekleniyor. Elektronikte Gümüş Birçok bilgisayar, cep telefonu, otomobil ve cihaz gümüş içerir. Yüksek elektrik iletkenliği ve dayanıklılığı nedeniyle elektrik kontaklarının kaplanması için - baskılı devre kartlarında olduğu gibi - mükemmel bir maddedir. Herhangi bir cihazda bir açma / kapama düğmesi varsa, içinde gümüş olma ihtimali de vardır denilebilir. Çin, Amerika Birleşik Devletleri, Japonya, Almanya ve Hindistan bu kategorideki ana talep merkezleridir. Gümüşün mükemmel elektrik iletkenliği, baskılı devre kartlarından anahtarlara ve TV ekranlarına kadar her tür elektronik cihaz için doğal bir seçimdir. Sadece hafif bir dokunuş gerektiren gümüş membran anahtarlar, televizyon, telefon, mikrodalga fırın, çocuk oyuncakları ve bilgisayar klavyelerindeki düğmelerde kullanılabilmektedir. Bu anahtarlar son derece güvenilirdir ve milyonlarca açma / kapama döngüsünü başarıyla gerçekleştirebilir. Gümüş, oda ışıklarını kontrol etmek için kullanılanlar gibi geleneksel açma/kapama anahtarlarında da kullanılabilir. Tüketici ürünlerinde cep telefonlarından bilgisayarlara kadar kullanılan baskılı devre kartları için, elektriksel yollar oluşturmak üzere kompozit levhalara gümüş bazlı mürekkepler ve filmler uygulanabiliyor. Metal olmayan herhangi bir yüzeyi gümüş mürekkeple boyamak, elektriğin kabloya ihtiyaç duyulmadan iletilmesine imkan tanır. Benzer şekilde, yüz milyonlarca üründe kullanılan Radyo Frekansı Tanımlama Cihazı (RFID) çiplerindeki çok ince antenler, püskürtme gümüşle yapılabilir.

Katalizör Olarak Gümüş

Katalizörler, kimyasal işlemlerin gerçekleşmesine yardımcı olmaktadırlar. En yaygın katalizör ısıdır, ancak bazen bir katalizör, herhangi bir dönüşüm geçirmeden işlemi kolaylaştıran bir madde de olabilmektedir. Gümüş, çoğu zaman her gün kullandığımığız ürünleri üreten birçok üretim süreci için ortak bir katalizördür. Eşsiz kimyasal özellikleri nedeniyle gümüş, iki ana endüstriyel kimyasalın üretiminde hayati rol oynayan bir katalizördür; etilen oksit ve formaldehit. Gümüş reaksiyondan etkilenmediği için kullanıldıktan sonra neredeyse tamamen geri kazanılır. Etilen glikol, ara etilen oksit yoluyla etilenden (eten) üretilir. Etilen oksit, su ile reaksiyona girerek etilen glikol üretir. Gümüş katalizörler, metanolden üretilen bir kimyasal olan formaldehit üretmek için de kullanılabilir. Katı plastik yapıştırıcıların, yapı kontrplak ve laminat levhalar için laminasyon reçinelerinin yapı taşıdır. Formaldehit ayrıca kağıt ve elektronik ekipman, tekstil ürünleri, ısı ve çizilmelere karşı dayanıklı yüzey kaplamaları, yemek takımı ve düğmeler, ev eşyaları için kılıflar, tutamaklar için yüzeyler üretmeye yardımcı olur.

Lehim ve Sert Lehim

Borular, armatürler, kanallar ve elektrik telleri gibi metal parçalar birleştirilirken bağlantıya ne kadar ısı uygulandığına göre, lehimleme (soldering ) veya sert lehimleme (brazing) olarak adlandırılır. Malzemelerin belirli ısılarda birleştirilmesine lehimleme, daha yüksek ısılarda birleştirilme işlemine ise sert lehimleme denmektedir. Lehimleme veya sert lehimleme işlemine gümüş eklemek pürüzsüz, sızdırmaz, elektrik iletken ve korozyona dayanıklı derzlerin üretilmesine yardımcı olur. Gümüş lehim alaşımları, klima ve soğutmadan elektrik güç dağıtımına kadar hemen her alanda kullanılır. Özellikle otomobil ve havacılık endüstrilerinde de çok önemlidir. Gümüş sert lehim ve lehimler yüksek çekme mukavemeti, süneklik ve termal iletkenliği birleştirir. Gümüş-kalay lehim, bakır boruları evlerde yapıştırmak için kullanılır, burada daha önce kullanılan zararlı kurşun bazlı lehimlerin kullanımını ortadan kaldırmakla kalmaz, aynı zamanda borulara gümüşün doğal antibakteriyel etkisini sağlarlar. Büyük musluk üreticileri de bu avantajları dahil etmek için gümüş bazlı yapıştırma malzemeleri kullanmaktadır. Buzdolabı üreticileri, soğutma tüplerinin sıcaklığındaki sürekli değişiklikler için gerekli esnekliği sağlamak için gümüş bazlı bağlama malzemeleri kullanır. Gümüş olmadan, bu bağlantıların hiçbiri orijinal malzemeler kadar güçlü, sızdırmaz veya elektriksel olarak iletken olmayacaktır.

Rulmanlarda Gümüş Kullanımı

Yüksek sıcaklıklarda sürekli çalışma ile motorlar, diğer makinelere göre daha güçlü bir rulman tipine ihtiyaç duyar. Gümüş işte burada devreye girmektedir. Çelik bilyalı rulmanlar gümüşle elektroliz edildiğinde, diğer herhangi bir rulman türünden daha güçlü hale gelirler. Örneğin jet motorları, sürekli ve çok yüksek sıcaklıklarda çalışabildikleri için gümüş yataklara güvenir, helikopter motorları da aynı şekilde gümüşün özelliklerinde faydalanmaktadır. Gümüş kaplı çelik bilyalı rulman sadece güçlü olmakla kalmaz, aynı zamanda gümüş, yağlayıcı görevi görür ve yatak ile yatağı arasındaki sürtünmeyi azaltır. Bu motorun performansını ve ömrünü uzatır. Yüksek iç sıcaklıklara rağmen, gümüş kaplı rulmanlar üstün performans ve motorlar için kritik bir güvenlik payı sağlar. Gümüş, sert kaygan yüzeyler arasında ince bir film halinde bulunduğunda, çok belirgin sünekliği nedeniyle katı bir yağlayıcı film olarak işlev görebilir. Örneğin, bir yağ pompası arızası durumunda bile, gümüş kaplı rulmanlar ciddi hasar oluşmadan önce motorun güvenli bir şekilde kapanmasına izin verecek kadar yağlama sağlayabilir.

Gümüşün Tıp Sektöründe Kullanımı

İnsanlar, gümüşün bir anti bakteriyel olarak nasıl çalıştığını tam olarak anlamadan önce bile, bu metal tehlikeli mikropların büyümesini önlemek için kullanılmıştı. Örneğin, uzun okyanus yolculuklarında, sıvıları taze tutmak için gümüş paralar suya ve şarap fıçılarına atılırdı. Geçmişte doktorlar enfeksiyonu önlemek için yeni doğan bebeklerin gözlerine birkaç damla gümüş nitrat yerleştirdi. Birinci Dünya Savaşı sırasında savaş alanlarında, askerlerin yaraları gümüş folyoya sarılmış ve derin yaraları kapatmak için gümüş sütürler kullanılmıştır. Günümüzde ise, enfeksiyonlarla mücadeleye yardımcı olmak için kateterler gibi tıbbi cihazlarda gümüş kaplamalar tercih edilebilmektedir. Gümüş, bakterileri uzak tutma özelliği sebebiyle bandajlarda ve merhemlerde de yer alabilmektedir. Gümüşün biyosit olarak nasıl çalıştığı özellikle son yıllarda yapılan çalışmalarda daha net olarak ortaya konulmuştur. Gümüş iyonları, bakterilerin hücre duvarlarına nüfuz ederek bu bakterilerin hayatta kalması için gerekli olan kimyasal ve yapısal bağları tahrip edebilme özelliğine sahiptir.

Gümüş ve Otomobiller

Her gün, motorlu taşıtlar gittikçe daha fazla bilgisayarlaşıyor ve gümüş bu operasyonlarında hayati bir rol oynuyor. Örneğin, birçok modern otomobilde elektrik bağlantısı gümüş kaplı kontaklarla etkinleştirilir. Motorun çalıştırılması, elektrikli camların açılması, elektrikli koltukların ayarlanması ve elektrikli bir bagajın kapatılması gümüş membran anahtar kullanılarak gerçekleştirilebilir. Yüksek performanslı bujilerde de gümüş kullanıldığı görülmektedir.

Su Arıtmada Gümüş

Gümüş, bakterilerin ve alglerin filtrelerinde birikmesini önleyebilir. Gümüş, oksijenle uyumlu olarak, diğer dezenfektan sistemlerine bir alternatif ya da bir güçlendirme sunan güçlü bir dezenfektan görevi görür. Hastanelerde, arıtma su sistemlerinde, havuzlarda ve kaplıcalarda su arıtma sistemlerine gümüş iyonları eklenebilmektedir. Gümüş iyonları, uzay araçlarının su arıtma sistemlerinde bile kendine yer bulabilmektedir. Su kaynaklı hastalıklar, gelişmekte olan ülkelerde büyük bir sorundur. Gümüşün temiz içme suyu konusuna tam olarak ne kadar yardımcı olabileceği henüz görülmemiştir, ancak devam eden araştırmalar, kullanımının küresel su temini için heyecan verici bir gelişme olduğunu göstermektedir.

Bir Nostalji Olarak Fotoğraf Filmi

Fotoğraf filmi, fotoğraflanan yüzeyden yansıyan ışığın oluşturduğu görüntüyü yakalar. Filmdeki hassas elemanlar, çoğu zaman, ışıkla (fotonlar) uyarıldığında yapılarını değiştirebilen gümüş halidin kristalleridir. Geçmiş yıllarda yoğun şekilde kullanılmasına rağmen filmler artık gündemden tamamen gündemden düşmüştür. Dijital fotoğrafçılık, tüketiciler ve hatta profesyoneller arasında film fotoğrafçılığının yerini almış durumdadır. Bu yüzden, gümüş tabanlı görüntüleme kullanımı yıllardır sürekli olarak azalmaktadır. Bu duruma rağmen gümüş tabanlı filmler, uygun maliyeti yüzünden özellikle gelişmekte olan ülkelerde röntgenler için kullanılabiliyor. Bunun yanı sıra, gümüş bazlı filmler nadir de olsa, canlı renkleri ve ayrıntıları nedeniyle bazı ticari hareketli görüntüler için halen tercih edilebilmektedir.

Vazgeçilmez Element Gümüş

Elbette her element kendinde göre benzersizdir, ancak gümüşün özellikleri onu periyodik element tablosunda bulunan tüm maddeler arasında özel bir konumda tutar. Örneğin, gümüş dövülebilir ve sünektir, takı ve gümüş eşyalar için mükemmel bir seçimdir. Dünyanın en yansıtıcı maddelerinden biri olduğu için gümüş eşsiz bir parlaklığa sahiptir ve ayna yapımında çok önemli bir rol üstlenmiştir. Gümüş oksit piller, özellikle saatler, hesap makineleri, oyuncaklar ve uzaktan kumandalarda kullanılmaktadır. Gümüş oksit piller güvenilirlikleri ve performansları ile farklı minyatür tıbbi cihazlar için tercih edilen güç kaynağı olmaktadır. Gümüş, bu yazıda yer verdiğimiz ve veremediğimiz niceleriyle birlikte, sayısız alanda kullanılmaktadır. Bu yüzden, gümüşün vazgeçilmez bir element olduğunu söylemek sanırım yanlış olmayacaktır.   Hazırlayan: B.Serhat Cengiz   Kaynakça • NASA Technical Memorandum 86943, The Role of Silver in Self-Lubricating Coatings for Use at Extreme Temperatures, Harold E. Sliney, Lewis Research Center, Cleveland, Ohio. •Silver, Henrietta Toth. Enslow Publishing, LLC, Jul 15, 2018. Silver: Nature and Culture, Lindsay Shen. Reaktion Books, May 15, 2017. • https://www.hvacschool.org/2017/06/when-to-solder-and-when-to-braze-copper-lines-a-look-at-the-pros-and-cons-of-each/ • https://www.americanchemistry.com/ProductsTechnology/Ethylene-Oxide/What-Is-Ethylene-Oxide/ • https://phys.org/news/2019-04-solar-panel-demand-spike-worldwide.html • http://www.lbma.org.uk/assets/Alchemist/Alchemist_90/Alch90OConnell.pdf • https://www.boschautoparts.com/en/auto/spark-plugs/silver-spark-plugs • https://electrolurgy.com/wp-content/uploads/2015/06/Use-of-Silver-in-Connector-Applications-M-Myers.pdf • https://www.nature.com/news/silver-makes-antibiotics-thousands-of-times-more-effective-1.13232#/b1 • https://www.sciencemag.org/news/2015/05/silver-turns-bacteria-deadly-zombies# • https://www.chicagotribune.com/lifestyles/ct-xpm-2014-02-16-ct-nanosilver-met-20140216-story.html • https://spinoff.nasa.gov/Spinoff2004/er_1.html • https://www.varta-microbattery.com/en/products/silver-oxide/primary-silver-oxide • https://www.silverinstitute.org/ • Görseller: https://pixabay.com/