Sıcak servis edilen bir omlet herkes tarafından zevk ve afiyetle yenir. Bunun yanında tavaya yapışan ve yanık yumurta çok omlet seven biri tarafından bile rağbet görmez. Pişirme konusunda çok fazla tecrübesi olmayan veya beceriksiz birinin bile kaliteli, kaygan ve yapışmaz PTFE malzemeden yapılmış teflon tava ile bir güzel yemekler yapabilir.
PFTE malzemeler doğada bulunmaz veya doğal oluşmaz, özel olarak bir kimya tesisinde yapılması gerekir. Keşfi harika bir tesadüftür ve 1930’larda meydana gelen bir laboratuvar kazası sonrası geliştirilmiştir. O zamandan beri PTFE, su geçirmez giysilerden Ay’a yolculukta giyilen uzay giysilerine, kol-bacak gibi kaybedilen organlar için hazırlanan protez vücut parçalarına ve stadyum çatılarına kadar pek çok alanda kullanılmaktadır.
Yiyecekler Neden Tavaya Yapışır?
Yumurtayı tavaya yapıştıran nedir? Bir tava alınmasının üzerinden uzun zaman geçmişse muhtemelen bir bulaşık makinesi veya ovma fırçasıyla yüzlerce kez yıkanmıştır. Metal yüzeyi her temizlediğinizde hafifçe çizersiniz. Çizikler yüzeyi daha pürüzlü hale getirir ve ironik bir şekilde yumurtaların yüzeye yapışmasını daha da kolaylaştırır. Tavayı ne kadar çok fırçalarsanız, bir dahaki sefere o kadar çok fırçalamanız gerekeceğini söylemek muhtemelen doğrudur. Bu korkunç bir kısır döngüdür!
Yumurtanın pürüzlü bir yüzeye yapışması neden daha kolaydır? Sorusunu bir örnekle açıklamak gerekirse şu şekilde anlatılabilir. Kendinizi bir uçurumun dikey yüzüne doğru tırmanan bir kaya tırmanışçısı olarak düşünün. Düz yukarı tırmanmayı mümkün kılan bu kayalardaki çizikler, tümsekler ve deliklerdir. Uçurum tamamen pürüzsüz olsaydı, tırmanmak imkansız olurdu. Yumurtanın teflon tavaya yapışmamasındaki mantıkta böyledir. Tavada ne kadar çok çizik ve aşınma varsa yumurtanın yapışma riski o kadar artar.
Neden Her Şey Tavaya Yapışmaz?
PTFE’nin “yapışmaz” olduğunu söylediğimizde, gerçekten PTFE ile onunla temas eden herhangi bir şey arasında çok az sürtünme olduğunu kastedilmektedir. Peki bu nasıl sağlanır? PTFE’nin tam adı politetrafloroetilendir ve bu, moleküllerinin birbirine bağlı inanılmaz derecede uzun bir atom dizisinden yapıldığı anlamına gelen plastik bir polimerdir. Aslında, PTFE’de sadece iki tür atom vardır: bunlar karbon ve flor’dur. Karbon atomları bir tür merkezi omurga oluşturur ve flor atomları bunun üzerine her iki taraftan şu şekilde bağlanmıştır:
PTFE, kimyanın içe dönük bir eşdeğeridir. Kendi yapısında olanları sever ama diğer molekülleri pek sevmez. Bir sürü PTFE molekülü bir araya getirildiğinde spagetti gibi topaklanıp birbirine yapışırlar. Bunu fizik açısından açıklamak gerekirse, aralarında güçlü birleştirici kuvvetler olduğunu anlamına gelir. Bir yağmur damlasının bir cam bölmeye yapıştığını, bir uçurumdaki tırmanıcı gibi havada asılı kaldığını gördüğünüzde, gördüğünüz şey hareket halindeki birleşik güçlerdir. Suyun içinde, moleküllerini bir damla şekline doğru çeken güçlü bir çekim kuvveti vardır. Ama aynı zamanda başka bir tür güç de görülmektedir.
Su moleküllerini camdaki moleküllere tutan yapışkan kuvvetler vardır. Bunlara van der Waals kuvvetleri denir. Bu kuvvet, adını onları keşfeden (ve bu süreçte kendisine bir Nobel Ödülü kazanan) Hollandalı fizikçi Johannes Diderik van der Waals’tan (1837–1923) almıştır. Mikroskobik ölçekte, sürtünmeye neden olan van der Waals kuvvetleridir ve su moleküllerinin bardağa yapışmasına yardım eden görünmez derecede küçük parmaklardan(damarlaşma) oluşan bir topluk şeklindedir. Van der Waals kuvvetleri böyledir.
PTFE’de kohezyon kuvvetleri güçlüdür, ancak PTFE polimer molekülleri ve bunlarla temas eden herhangi bir şey arasında neredeyse hiç yapışkan, van der Waals kuvveti yoktur. Yapışmaz bir tavaya tek bir damla su koymayı denendiğinde ve tava dikey olarak çevrildiğinde böylece damla bir uçurumdaki tırmanıcı gibi tutunmaya çalışır.
Peki bu su orada ne kadar kalıyor? Su tavada hiçbir zaman tutunamaz. Yüzeye yapışamaz çünkü suyun ağırlığı sürtünme, van der Waals kuvvetlerinden kat kat daha fazladır. Bu nedenle damla hemen tavanın dibine akar. Ve camdan düşen bir yağmur damlası gibi tavaya bulaşmadığı yani tutunmadığı görülür.
Teflonun Tavaya Yapışmasını Sağlayan Nedir?
Yapışmaz bir kızartma tavası yapmak istiyorsanız ve bir elinizde yuvarlak metal bir parça ve diğerinde bir parça kaygan PTFE varsa, ikisinin birbirine yapışmasını nasıl sağlarsınız? Kısaca bu soru yapışmaz yüzeyin tavaya yapışmasını nasıl sağlarsınız? Şeklindedir. Bu sorunun cevabı tavayı kumla patlatarak başlamak için süper pürüzlü hale getirmeniz gerektiği anlamına gelir. Tava aşırı derecede pürüzlüyse, PTFE ona bir uçurumun yüzüne tutunan bir kaya tırmanıcısı gibi bağlanacaktır. Daha sonra tavayı çok sıcak bir fırında pişirirsiniz ve PTFE kendisini kalıcı olarak alttaki metale kilitler.
Yapışmaz Tavalar Nasıl Yapılır?
Teflon kaplamalı alüminyum tavalar için bir işlem 1960’larda Atlas Copco tarafından patentlenmiştir ve işlem aşamaları şu şekildedir;
İki aşamalı güç püskürtmeli yıkama ve durulama: Kaplamasız alüminyum tavalara (“alüminyum boşluklar”) yüksek basınçlı bir hortum kullanılarak hafif bir alkali temizleyici püskürtülür, ardından tekrar yüksek basınçlı sıcak su püskürtülür. Bu ilk adım, yağı ve kiri ortadan kaldırır, böylece boşluklar tamamen temiz ve püskürtmeye hazır hale gelir.
Durulama ve kurulama: Boşluklar sıcak suyla durulanır ve herhangi bir iz oluşmasını önlemek için havada kurutulur.
Kum püskürtme: Sert, keskin demir kum, yüzeyini pürüzlendirmek için alüminyum boyunca püskürtülür ve onu eşit bir şekilde dağıtmak için bir santrifüj kullanılır .
Hava püskürtme: Bu adım, gevşek kumları giderir.
Yıkama ve durulama: Bu adım, aynı hafif alkali temizleyicinin kullanıldığı ilk iki aşamalı temizleme işlemine (aşama 1) çok benzer ve ardından sıcak suyla durulanır.
Deoksidasyon temizliği: Asitler ve diğer temizlik maddeleri, alüminyumun parlak ve parlak görünümünü geri kazandırır.
Kurutma ve teflon kaplama: Boşluklar kuruduktan sonra, püskürterek, fırçalayarak veya yüzeylerine akıtarak Teflon ile kaplanır, ardından havayla kurutulur.
Sinterleme: Teflon kaplama, yaklaşık beş dakika boyunca yaklaşık 370–385°C (700–725°F) sıcaklıkta tava üzerinde pişirilir.
Çeşitli alternatif yöntemler vardır (örneğin, 1960 ve 1961’de Collette Gregoire ve 1963’te Reynolds Metals Co tarafından patentlenmiştir ), ancak kaplanacak metale fiziksel (patlatma ile), kimyasal (asit ile) veya ikisi birden.
PTFE Ne İçin Kullanılır?
PTFE sadece kızartma tavalarında kullanılma, her türlü farklı alanlarda kullanılabilir bir malzemedir. Dünyanın en büyük kubbe binası Millenium Dome’u (şimdi O2 Arena olarak adlandırılır), yağmuru uzak tutmak için PTFE kaplı fiberglastan yapılmış devasa beyaz bir çadır çatıya sahiptir. PTFE ayrıca, yapay eklemin bir PTFE soketi içinde zahmetsizce dönen güçlü ve hafif bir titanyum veya çelik bilyeden yapıldığı yedek kalçalar gibi biyonik vücut parçalarında da kullanılır.
Giysi kumaşları, yağı, gresi ve lekeleri uzak tutmak için genellikle PTFE bazlı bir leke tutmaz ile işlenir. PTFE plastik olduğu için suyu iter, bu nedenle onu genellikle şemsiyelerde ve ıslak hava giysilerinde bu maddeden bulunur. Yumuşak tekstillerde işe yarayan şey, sert binalarda da işe yarar; PTFE katkı maddeleri ayrıca silinerek temizlenen boyalarda ve ahşap bakım ürünlerinde de kullanılmaktadır.
Birçok kişi PTFE’nin 1960’ların Apollo uzay programının bir parçası olarak icat edildiğini düşünmektedir, ancak aslında 1938’e kadar uzanmaktadır. DuPont kimyager Roy Plunkett’in (1910–1944) buzdolabında yaptığı bir deneyde tamamen kazara bir miktar PTFE icat etmiştir çünkü istediği kimyasallar farklı etkileşimlerde bulunmuştur. DuPont’un dediği gibi yapışmaz “Teflon®”, 1940’lara ve 1950’lere kadar gerçekten düşük sürtünmeli bir kaplama olarak ortaya çıkmamıştır.
1960’larda NASA’nın uzay bilimcileri tarafından kullanılan ise ısıya karşı yüksek dirence sahip olan PTFE, diğer kimyasallarla reaksiyona girmeyen ve aşınmaya neden olmayacak kadar kaygan bir madde olan uzay giysileri içinde kullanmak için mükemmel bir koruyucu malzemedir. Böylece uzay programından bir yan ürün olarak PTFE efsanesi doğmuştur. Ancak gerçek şu ki, PTFE astronotlar Ay’ın henüz herhangi bir yerine gitmeden 30 yıl önce icat edilmiştir!
Kaynakça:
https://www.jessicagavin.com/nonstick-cookware/
https://foodprint.org/blog/teflon-pan-safety/
https://www.explainthatstuff.com/nonstickpans.html
Yazar: Özlem Güvenç Ağaoğlu