Nanoteknoloji

Nanoteknoloji çağımızda oldukça karşımıza çıkmaya başladı. Son zamanlarda Aselsan firmasının nanoteknoloji ile yaptığı bir çok ürünü gördük. Bu makalede 21. yüzyılda nanoteknolojinin hayatımızı nasıl etkileyeceği ve Türkiye'deki yerine değinildi.

1. Giriş

21. yüzyıl teknolojisi olarak kabul edilen ve bu alanda tüm dünyada yatırımların giderek arttığı nanoteknoloji hiç şüphe yoktur ki insanoğluna sınırsız çözümler sunmaktadır.

Nanoteknolojiyi, atomik-moleküler boyutta maddenin mühendisliğinin yapılarak yepyeni özelliklerinin açığa çıkartılması olarak tanımlamak mümkündür. Nanometre bir uzunluk birimi; ölçek olarak metrenin milyarda birini, milimetrenin ise milyonda birini ifade eder. (1 nm=10-9 m=10-6 mm )

İnsan saç kılının 80.000 nm kalınlığında, kırmızı kan hücrelerinin 7.000 nm çapında olduğu düşünülürse 1 nm ’ nin boyutu daha iyi anlaşılacaktır.

Maddeler nano boyutlara indirgendiğinde, makro boyutlardan çok daha farklı fiziksel, kimyasal veya biyolojik özellikler kazanmaktadır. Malzemeler daha kuvvetli, daha hafif veya daha farklı şekillerde ısı ve elektrik iletme özelliklerine sahip olabilmekte, magnetik ve optik özelliklerinde önemli ölçüde artma veya azalma olabilmekte ve hatta renkleri bile değişebilmektedir.  Altının, nano boyutlara indikçe renginin mavi veya kırmızı olması gibi.).

Nano-sistemlerin fabrikasyonu, karakterizasyonu ve manipilasyonları ile daha önceden varlığı bilinmeyen çeşitli fonksiyonların ortaya çıkartılmasıyla, bunların verimli bir şekilde insanlığın kullanımına sunulması ile de hayat standartlarımızda önemli ilerlemeler kaydedilmektedir. Örneğin bakteri tutmayan lavabo, kendi kendini temizleyen duvar boyası, kirlenmeyen kumaş gibi...

Ayrıca gelişen vakum sistemleri ve malzeme karakterizasyon teknikleri mühendisliğe ve bilime bu sayede çalışma yapılabilirliği artan oranlarda sağlamakta, bu sayede ise nano seviyelerde görüntüleme, mekanik kuvvetler uygulayabilme ve mekanik özellik tayini, nano saniyelerde başlayıp biten çeşitli işlemlerin yakalanabilmesi ve izlenmesi, nano ölçeklerde kimyasal analiz gibi analitik incelemeler mümkün olmakta; sonucunda ise hafıza elemanlarında, sensörlerde ve tıpta etkili yeni cihazların ortaya çıkması gibi ilerlemeler kaydedilmektedir.

2. Nanoteknoloji Hayatımızı Nasıl Etkileyecek?

Nano ürünlerin insanlığın geleceğine olan olumlu etkileri inanılmaz boyutlarda. Nano malzemelerden imal edilen cihazların daha hızlı, daha kuvvetli, daha verimli ve daha hafif olmasındandır ki nano teknolojiler sağlık, bilgi teknolojileri (IT) ve enerji depolamada çok büyük kullanım alanlarına sahiptir. Bu nedenle, içinde yaşadığımız dünyanın nano teknolojilerle çok büyük ve önemli gelişmelere imza atacağı muhakkaktır.

Önümüzdeki 10-15 yıl içinde, nanoteknolojinin yeni bir teknoloji devrimi olarak ortaya çıkacağına da inanılmaktadır. Teknolojide ilerlemiş ülkeler nanoteknolojiye odaklanarak, bu devrimin içinde yer almalarını sağlayacak programlar üzerinde ciddi çalışmalar yapmaktadırlar.

Bu teknoloji sayesinde; yüksek hızlı bilgisayarlardan dev hafızalı cihazlara, mikro organizmaların taşınmasından damarların içine yerleştirilen nano robotlarla hastalıkların teşhis ve tedavisine, mikro sensörlerin, mikro makinaların ve optoelektronik elemanların imalatından otomobillerde daha iyi görüş sağlayacak nano destekli camların kullanılmasına kadar pratik anlamda pek çok çarpıcı örnekler görülür.

Nanoteknolojinin bize sağlayabileceği imkanların büyüklüğünü ifade anlamında somut bir örnekte şöyle verilebilir: “ Bütün dünyada bir yılda yaklaşık 1019 bit bilgi üretiliyor. Bu kadar bilgiyi günümüz teknolojisiyle depolayan CD ’ler üst üste dizilse 6000 km. yüksekliğinde bir sütun oluştururdu. İlkece, nanoteknoloji kullanılarak tüm bu bilginin 1 cm3. ’lük bir hacim içerisinde depolanabileceği öngörülüyor”

Bütün bunlar gösteriyor ki, nanoteknoloji hayatımıza tamamen girdiğinde hayatımız çok daha kolay olacaktır.

3. Nanomalzemeler Nasıl Elde Edilir?

Nano malzemeler ve dolayısıyla nano yapılar, fiziksel ve kimyasal olmak üzere iki yolla meydana gelir. Bir başka deyişle nano malzemeler, insan yapımı ( sentetik ) veya doğal olabilmektedir.

Örneğin nano parçalar bitkiler, algler ve volkanik aktivitelerle doğal olarak üretilebilmekte, binlerce yıldır pişme ve yanma sonucunda elde edilebilmekte ve hatta bunun yanında araç eksozlarından da oluşabilmektedir.

Laboratuvarlarda nano yapı elde etme işleminde ise basit ve ucuz bir teknik olması nedeniyle genellikle fiziksel yöntemlerden olan Vapour Liquid Solid ( VLS ) tekniği kullanılmaktadır. (VLS ’nin basamakları; Çekirdeklenme, Çökelme ve Biriktirme olarak sayılabilir).

Nano yapıların oluşturulmasında kullanılan teknikler ve bu tekniklerde kullanılan parametrelerin değişimi ile nanotel, nanoçubuk, nanotetrapod, nanotüp, nanofırça, nanohalka, nanokıl gibi pek çok farklı şekilde yapı elde etmek mümkündür.

Kullanılan bu parametrelerin kullanılan malzeme miktarı ve saflığı, hazırlanış şartları, hazırlama basıncı, uygulama süresi, taşıyıcı gaz özellikleri ve sıcaklık olduğu bilinmektedir. Elde edilmiş tek tip nano yapının birkaç parametresinin değişimi ile boyutlar üzerinde oynama yapmayı olanaklı kılmaktadır.

4. Nano Parçalar Zararlı mıdır?

Büyük nesnelere dağlanan/bağlanan nano malzemeler çevreye yayılmadıkları için sağlık ve emniyet açısından bir risk oluşturmazlar.

Ancak nano parçaların ve nano tüplerin üretimi esnasında oluşan malzeme, malzeme üzerine bağlanmadığından serbesttir ve etrafa yayılabilir; bu nedenle de zararlı olabilmektedir.

Nano parçaların yenmesi, solunması veya deri yoluyla vücuda girmesi hücrelere zarar verebilir. Nano tüpler de yapısal olarak asbest liflere benzerler, bu nedenle uzun süre fazla miktarda solunduğunda solunum rahatsızlıklarına yol açabilir. Bu nedenledir ki nano malzeme üretilen yerlerde nano–partikül maruziyeti mutlaka gözlenmelidir.

5. Nanoteknolojinin Türkiye’deki Yeri Nedir?

Nanoteknolojinin tüm dünyada gelişip yaygınlaşmasına paralel olarak elbette ki ülkemizde de bu alanda ciddi çalışmalar yapan kurum ve kuruluşlarımız mevcuttur. Gebze Yüksek Teknoloji Enstitüsü, Bilkent Üniversitesi ve TÜBİTAK bunlardan bazıları.

Gelişmiş ülkeler öncelikli alanlarını belirleyip çalışma ve eğitim programlarını geliştirirken, ülkemizde nanateknoloji araştırmalarının çoğu kuramsal ve bireysel düzeydedir. Avrupa Birliğinin 6. Çerçeve Programı sayesinde nanoteknoloji araştırmalarımız yeniden yapılanma ve ivme kazanmıştır. Bu arada nanoteknoloji, TÜBİTAK tarafından hazırlanan Vizyon 2023 Programı’na öncelikli alanlardan biri olarak alınmış bulunmaktadır. 2005 yılında Bilkent Üniversitesinde düzenlenen Nanoteknoloji Konferansı’na ise geniş bir katılım oldu ve nitelikli bilimsel bildiriler sunulmuştur.

Nanoteknoloji konusunu geniş kapsamda ele almak, bazı kritik konularda gerekli teknolojiyi geliştirmek, uzman yetiştirmek üzere Bilkent Üniversitesinde hazırlanan Ulusal Nanoteknoloji Araştırma Projesi T.C. Devlet Planlama Teşkilatı tarafından desteklenmekte ve bu projenin daha etkin yürütülebilmesi için Bilkent Üniversitesinde Nanoteknoloji ve Malzeme Bilgisi doktora programının projeye paralel olarak başlaması da planlanmaktadır.

Nanoteknoloji alanında gurur verici çalışmalara imza atan merkezlerden biri de Gebze Yüksek Teknoloji Enstitüsü ( GYTE ).

6. Sonuç

Molekül ve atomlar düzeyinde maddenin şeklini değiştirme imkanı sunan nano teknolojiler, 21. yüzyılda maddi değerlerin üretiminde en kapsamlı teknolojik alanlardan biridir.

Nanoteknolojiler bilim, teknik ve ekonominin gelişmesinde ciddi bir etki oluşturacaklardır. Büyük bir nanoteknolojik ürünler piyasasının ortaya çıkacağı tahmin edilmektedir. Bu da, dünya şirketlerinin yatırımlarını söz konusu yüksek teknolojiler alanında yoğunlaştırmasına sebep olmuştur.

Öyle ki geçtiğimiz yıl dünyada nanoteknoloji yatırımları için harcanan para 10 milyar dolar, Avrupa Birliğinde nanoteknolojiye ayrılan bütçe 1,3 milyar euro, devletler bazında ise bu rakam 6,5 milyar euro’dur.

Dünyada bu kadar önemsenen ve gelecek için büyük bir önem arz etmektedir. Nano teknoloji konusunda Türkiye’de de önemli adımların atılmış olması teknolojik gelişmeleri hızlandıracaktır.

http://www.cadcamsektoru.com