Nanoteknolojiyi Merak Etmiyor Musunuz? (Bilim Teknik’in “Nanoteknoloji” Ekini İçerir)

Yayınlandı: 24 Haziran 2012 yasirkula tarafından Çerez Kırıntıları, PC Bilgi Bankası içinde
Etiketler:, , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , ,

Herkese merhaba,
Burada lise son sınıf Kimya dönem ödevim için çeşitli kaynaklardan yararlanarak hazırladığım Nanoteknoloji dökümanını bulacaksınız. Eğer nanoteknoloji hakkında çok bilginiz yoksa bu kaynak ilginizi çekebilir, ancak bu işle oldukça ilgileniyorsanız buradaki bilgiler biraz yüzeysel gelebilir, hatta belki de burada yazanları zaten görmüş bile olabilirsiniz. Umarım yine de ilginizi çeker.

NOT1: Başlıktaki “Bilim Teknik’in ücretsiz ‘Nanoteknoloji’ eki”ne dönem ödevimde yer vermedim. Ancak bu çok hoş dökümanı okumak istiyorsanız https://www.box.com/s/a67059e03b8517a9ebfb linkine tıklayabilirsiniz.”

NOT2: Yararlanılan kaynaklar yazının sonundaki “Kaynakça” kısmında belirtilmiştir.

NOT3: Nanoteknoloji makalesi için yazının devamını okuyabilirsiniz..

NANOTEKNOLOJİ

Sözlük Anlamı

Nano kelimesi Yunanca nannos kelimesinden gelir ve “küçük yaşlı adam veya cüce” demektir. Günümüzde nano, teknik bir ölçü birimi olarak kullanılır ve herhangi bir birimin milyarda biri anlamını taşır. Genellikle metre ile birlikte kullanılır. Nanometre, 1 metrenin milyarda biri ölçüsünde bir uzunluğu temsil eder (yaklaşık olarak ard arda dizilmiş 5 ila 10 atom).

Genel Tanım

Nanoteknoloji, çok genel tanımıyla, istisnai şekilde küçük (yaklaşık atom boyutlarında) yapıların ticari bir amaca hizmet edebilecek şekilde düzenlenmesidir. Başka şekilde tanımlamak gerekirse: Maddeler üzerinde 100 nanometre ölçeğinden küçük boyutlarda gerçekleştirilen işleme, ölçüm, modelleme ve düzenleme gibi çalışmalar nano-teknoloji çalışmaları olarak nitelenir.
Nanoteknoloji adı verilen ve atomlar veya molekülleri tek tek alıp hassas şekilde birleştirerek her istenen ürünü elde etmek olarak tanımlayabileceğimiz bu teknolojinin temeli, doğadaki atomik dizilimi taklit etme ilkesine dayanıyor. Nanoteknolojide de atomlar veya moleküller tek tek alınıp hassas şekilde birleştirilerek istenen ürün elde edilir. Bilindiği gibi bütün maddeler atomlardan oluşmuştur. Özelliklerini de atomlarının dizilişlerinden alırlar. Atomları hareket ettirebilecek boyutlarda aletler geliştirilebildiği takdirde, doğadaki atomik dizilim taklit edilerek her şey kopyalanabilir. Çünkü maddeleri farklı kılan; en küçük birim olan atomların dizilişlerindeki çeşitliliktir. Atomları hareket ettirebilecek bir teknoloji de bu çeşitliliğe bir ölçüde ulaşabilir. Sözgelimi kömür moleküllerindeki atomları düzenleyebilirsek aynı moleküllerin farklı bir dizilimi olan elmas elde edebiliriz.

Genel olarak söylenecek olursa, nanoteknoloji maddeyi dolaylı olarak atom boyutuna yani “nano-boyutuna” indirgeme işidir. Bir başka ifadeyle nanoteknoloji teknolojinin, büyüklüğü metrenin 100 milyon ile 1 milyarda biri arasında değişen malzemelerin üretimi, montajı ve kullanımı ile ilgilenen koluna verilen isimdir.

NANOTEKNOLOJİNİN TARİHİ

60’lar – Feynman

Nanoteknoloji vizyonunun ortaya çıkışını, 1959 yılında fizikçi Richard Feynman’ın malzeme ve cihazların moleküler boyutlarda üretilmesi ile başarılabilecekler üzerine yapmış olduğu ünlü konuşmasına kadar dayandırabiliriz, (There is Plenty of Room at the Bottom). Bu konuşmasında Feynman minyatürize edilmiş enstrümanlar ile nano yapıların ölçülebileceği ve yeni amaçlar doğrultusunda kullanılabileceğinin altını çizmiştir.

80’ler – Uygun mikroskopların geliştirilmesi

Araştırmacıların daha küçük boyutlarda çalışmaya başlamasıyla birlikte bir çok problem de ortaya çıkmaya başlamıştır. Boyutlar küçüldükçe, yapılan çalışmaları izlemek zorlaşmıştır. 1981 yılında IBM tarafından yeni bir mikroskop türü Scanning Tunneling Microspcope (STM) geliştirildi. Bu önemli ilerlemede pay sahibi olan araştırmacılar bu buluşları ile 1986’da Nobel Fizik ödülünü aldılar. Aynı zamanlarda STM mikroskopunun bir türevi olan Atomic Force Microscope (AFM) geliştirildi. Feynman’ın bahsetmiş olduğu enstrümanların (scanning electron microscope, atomic force microscope, near field microscope vb.) 1980’lerde geliştirilmesi ve eşzamanlı olarak gelişen bilgisayar kapasiteleri ile nano skalasında ölçüm ve modelleme yapılması mümkün olmuştur.

90’lar – Fullerene-Karbon Nanotüpler – Drexler

1990’ların başında Rice Üniversitesinde Richard Smalley öncülüğündeki araştırmacılar 60 karbon atomunun simetrik biçimde sıralanmasıyla elde edilen futbol topu şeklindeki fullerene molekülleri geliştirildi. Elde edilen molekül 1 nanometre büyüklüğünde ve çelikten daha güçlü, plastikten daha hafif, elektrik ve ısı geçirgen bir yapıya sahipti. Bu araştırmacılar 1996 yılında Nobel Kimya ödülünü aldılar. 1991 yılında Japon NEC firması araştırmacılarından birinin, Sumio Iijima’nın, karbon nano tüpleri bulduğunu duyurdu. Karbon nano tüpler, fullerene molekülünün esnetilmiş bir şekli olup benzer şekilde önemli özelliklere sahipti; çelikten 100 kat daha güçlü ve ağırlığı çeliğin ağırlığının 6 da 1’i kadardı.

90’larda ayrıca Feynman’in fikirleri Eric Drexler tarafından yazılan kitapta (Engines of Creation) geliştirildi. Drexler’ın fikirleri şüpheyle karşılanmasına karşın 1992 yılında yayınlamış olduğu kitabında (Nanosystems: Molecular Machinery, Manufacturing, and Computation) genel kavram ve düşüncelerini detaylı analiz ve tasarımlar ile ayrıntılı olarak anlatmıştır.

2000’ler – Yarış başlıyor

1999 yılında ABD’de Bill Clinton hükümeti nanoteknoloji alanında yürütülen araştırma, geliştirme ve ticarileştirme faaliyetlerinin hızını artırma amacını taşıyan ilk resmi hükümet programını, Ulusal Nanoteknoloji Adımını (National Nanotechnology Initiative) başlattı. 2001 yılında Avrupa Birliği, Çerçeve Programına Nanoteknoloji çalışmalarını öncelikli alan olarak dahil etti. Japonya, Tayvan, Singapur, Çin, İsrail ve İsviçre benzer programlar başlatarak 21. yüzyılın ilk küresel teknoloji yarışında önlerde yer almak için çalışmalarına hız verdi.

NANOTEKNOLOJİNİN AVANTAJLARI VE KULLANIM ALANLARI

Nanoteknolojinin Avantajları

Nanoteknolojinin önemi, atomlar ve moleküller seviyesinde (1 ila 100 nanometre (nm) skalasında) çalışarak, gelişmiş ve/veya tamamen yeni fiziksel, kimyasal, biyolojik özelliklere sahip yapılar elde edilmesine imkân sağlamasından kaynaklanmaktadır. Teknik açıdan açıklamak gerekirse malzeme özellikleri ve cihazların çalışma prensipleri, genel olarak 100 nm’den büyük boyutları temel alarak yapılan varsayımların sonucunda ortaya çıkarılmış geleneksel modelleme ve teorilere dayanmaktadır. Kritik uzunluklar 100nm’nin altına indiğinde ise geleneksel teori ve modeller ortaya çıkan özellikleri açıklamakta çoğu zaman yetersiz kalmaktadır.

Nanoteknoloji işte burada resme girmektedir. Daha sağlam, daha kaliteli, daha uzun ömürlü ve daha ucuz, daha hafif, daha küçük cihazlar geliştirme isteği birçok iş kolunda gözlenen eğilimlerdir. Minyatürizasyon olarak tanımlanabilecek bu eğilim birçok mühendislik çalışmasının temelini oluşturmaktadır. Minyatürizasyonun sadece kullanılan parçaların daha az yer kaplamasından çok daha önemli getirileri vardır. Minyatürizasyon üretimde daha az malzeme, daha az enerji, daha ucuz ve kolay nakliye, daha çok fonksiyon ve kullanımda kolaylık olarak uygulamada kendini göstermektedir.

20. yüzyılın ikinci yarısından itibaren bir çok endüstride kullanılan toleranslar sürekli iyileştirilmiş, üstün kalite anlayışı geliştirilmiştir. Mikroteknoloji ürünü olarak tanımlayabileceğimiz parçalar otomobil, elektronik, iletişim gibi sektörlerde yaygın olarak kullanılır olmuştur. Günümüzde ise mikroteknolojilerden daha küçük teknolojilerin, nanoteknolojinin, kullanımını yaygınlaşmaktadır.

Nanoteknoloji sayesinde sanayide, bilişim teknolojilerinde, sağlık sektöründe ve daha bir çok alanda yeni ürünler geliştirilecek, günümüzün üretim süreçleri ve yöntemleri değişecektir. Bu teknolojiye yatırım yapılan ülkelerde ekonomik değerler yaratılacak ve toplumların yaşam kalitesi gelişecektir.

Nanoteknolojinin Kullanım Alanları

Malzeme ve İmalat Sektörü

Malzemelerin atomik ve moleküler boyutlardan başlayarak inşa edilmesi, konvansiyonel metodlar ile elde edilen malzemelere oranla daha sağlam ve hafif maddelerin ortaya çıkmasını sağlayacaktır. Bu malzemeler, daha düşük hata seviyeleri ve eşsiz dayanıklılık güçleri ile hali hazırdaki bir çok endüstriyel süreç için devrimsel yenilikler getirecektir. Benzersiz ve alışılmamış özellikleri ile nano tüpler, elyaflar, lifler ve kaplama malzemeleri imalat yöntem ve tekniklerinin gelişmesine imkan sağlayacaktır.

Nano Elektronik ve Bilgisayar Teknolojileri

Elektronik araçların nanometre ölçeklerinde elde edilmesi ile halen kullanılan sistemlerinin işlem güçleri ve kapasiteleri bir kaç kat artacaktır. Nano teknolojilerin kullanım alanlarından biri olarak önerilen quantum bilgisayarların geliştirilmesi ile günümüzün en modern bilgisayarları olan Pentium bilgisayarlar ile kıyaslanamayacak seviyelerde işlem gücü elde etmek mümkün olacaktır. Bunlara ek olarak elektronik araçlar için geliştirilen sensör, gösterge sistemleri ve sinyal iletimi alanlarında ciddi ilerlemeler kaydedilecektir.

Tıp ve Sağlık Sektörü

Nanoteknoloji yaşayan sistemlere moleküler seviyelerde müdahele etme imkanı yaratabilir. Yaşayan organizmalar ile etkileşime geçebilecek boyutlarda araçlar üretilmesi ile bir çok yeni teşhis ve tedavi yöntemlerinin gelişmesi olasıdır. Sadece hastalığın bulunduğu ve veya yayıldığı bölgelere saldırarak ilaç veren makineler, insan vücudu içinde hareket edilmesine imkan sağlayan teşhis araçları, nano-teknolojinin tıp ve sağlık sektörü üzerindeki potansiyel uygulamaları olarak gösterilebilir.

Havacılık ve Uzay Araştırmaları

Havacılık ve uzay araçları çok maliyetli teknolojilerdir. Bu araçların imalatı sırasında kullanılan malzemelerin ağırlığı maliyetlerin yüksekliğinde çok önemli bir yer tutar. Nanoteknoloji bu malzemelerin ağırlığının önemli ölçüde azaltılması ile maliyetlerin düşürülmesini sağlayabilir. Ayrıca çekme direnci çelikten kat kat yüksek nano tüpler sayesinde dünya yüzeyinden atmosfere kadar yükselebilecek yapılar inşa edilmesi potansiyel uygulama alanları içinde yer alabilir. Böylece uzay araştırma maliyetlerinin büyük bir kısmını meydana getiren fırlatma maliyetleri düşürülebilir.

Çevre ve Enerji

Nano malzemelerin ve nano kompozitlerin fosil yakıt endüstrilerinin verimliliğini geliştirme potansiyeli bulunmaktadır. Nano kompozitlerin yaygın olarak kullanılması ile daha yüksek verimliliğe sahip motorların ve dolayısı ile daha temiz, çevre dostu ulaşım sistemlerinin kurulması mümkün olacaktır.

Bioteknoloji ve Tarım

Tıp ve sağlık sektörlerinde uygulanabilecek teknolojilerin genişletilmesi ile bio teknoloji, ilaç ve tarım sektörleri de ürünlerinde bu teknolojileri uygulayacaktır. Yeni ilaçlar, gübreler, daha besleyici ve hastalık direnci yüksek bitkiler veya hayvanlar bir çok üniversite ve özel sektör kuruluşun araştırma alanları içerisinde yer almaktadır. Bu gün bile bitki ve hayvan genlerinin düzenlenmesi ile ortaya çıkartılmış olan bazı ticari ürünlere rastlamak mümkündür.

Savunma Sektörü

Nano teknoloji askeri uygulamalar konusunda bir çok alanda potansiyel vaadetmektedir. Geliştirilmiş elektronik savaş kapasitesi, daha iyi silah sistemleri, geliştirilmiş kamuflaj ve akıllı sistemler birçok Ar-Ge çalışmasının gerçekleştirildiği alanlardır.

Öncü Ticari Ürünler

Nanoteknoloji sayesinde üretilen öncü ürünlerden bazı örnekler:

  • Nanotüplerin kullanıldığı Babolat tenis raketleri
  • Inmat tarafından geliştirilen nanomalzemeleri kullanan Wilson Double Core tenis topları
  • Olimpik kayak takımlarının kullandıkları ve Nanogate tarafından geliştirilen Nanowax Cerax kayak cilası
  • Nanogate tarafından geliştirilen nanokaplamaların kullanıldığı Duravit lavabo ve tuvaletler
  • Evident Technologies tarafından geliştirilen ve tıbbi görüntüleme alanında kullanılan Evidots
  • Donanma gemilerinin omurgalarında kullanılan Inframat tarafından geliştirilen Nanox seramik nano kaplamalar
  • Southern Clay tarafından geliştirilen GMC Nanocomposite araç basamağı
  • Kozmetikte kullanılan L’Oreal nano kapsüller
  • Nanophase tarafından geliştirilen ve Titanium Dioxide nanoparçacıklar kullanan Nucelle güneş koruma kremi
  • Nanofilm tarafından geliştirilen nanokaplamaları kullanan Maui Jim güneş gözlükleri
  • Nano-Tex tarafından geliştirilen moleküler tekstil kaplamalarını kullanan Eddie Bauer pantolonlar
  • Nano-Tex tarafından geliştirilen GAP, Old Navy ve Clairborne gömlekler.

Nanoteknolojinin Elde Etme Yöntemleri

Günümüzde kullanılan üretim teknikleri, moleküler anlamda çok kaba tekniklerdir. Döküm, taşlama, tornalama vs. atomların büyük kitleler halindeki hareketlerine dayanır. Yapı taşları olan atomlar tek tek alınıp istenildiği gibi, üstelik de ucuza mal olacak şekilde birleştirilebilir. Bu gelişme özellikle bilgisayar sektöründe önümüzdeki yıllarda kullanıldığında tümüyle daha temiz, daha dayanıklı, daha hafif ve daha hassas ürünlerin üretilmesi mümkün olacaktır. Nanoteknolojiyle ilgili iki kavram daha vardır; mikro montaj ve kendi kendine çoğalma. Mikro montaja olan ihtiyaç moleküler robot sanayiine olan ilgiyi artırıyor. Bu şekilde moleküler boyutlarda ve hassasiyette robotlar üretilmesi söz konusu olabilecek. Bu nano makineler aslında günlük hayatta kullanılan aletlerin ve sistemlerin çok küçük birer kopyaları olacaktır. Nano makinelere en iyi örnek tüm canlıların hücrelerinde bulunan ve hemen hemen her çeşit proteini üretebilen ribozomlardır.

Ribozomlar oldukça küçük organellerdir (sadece birkaç mikro metre küp boyutunda) ve amino asitleri hassas çizgisel bir sırayla arka arkaya dizer ve proteinleri oluştururlar. Bu işlem için ribozomun belirli bir amino asidi seçebilme tekniği vardır. Bunu özel bir tür transfer RNA molekülünün yardımıyla yapar. Ribozomun bu işlemde izleyeceği sıra ona haberci RNA (mRNA) tarafından bildirilir. İşte ribozomların bu işleyiş prensibi, mühendislik alanında uygulanabildiğinde nanoteknoloji hayatımızın her yönüne hitap edecektir.

Nanoyapıların elde edimesinde iki ana yöntem bulunmaktadır:

1- Bottom-up: Aşağıdan yukarıya yaklaşımı (küçükten büyüğe), moleküler nanoteknolojiyi belirtir ve organik veya inorganik yapıları, maddenin en temel birimi olan atomlardan başlayarak atom atom, molekül molekül inşa edilmesi yöntemini ifade eder.

2- Top-down: Yukarıdan aşağıya yaklaşımı (büyükden küçüğe), makineler, asitler ve benzeri mekanik ve kimyasal yöntemler kullanılarak nano yapıların fabrikasyonu ve imal edilmesi yöntemlerini ifade eder.

Teknolojinin bu günkü seviyesi sebebi ile yapılan çalışmaların bir çoğu yukarıdan aşağıya (top-down) klasmanında değerlendirilir.

DÜNYADA NANOTEKNOLOJİ

Amerika Birleşik Devletleri Hükümeti 2006 yılı itibariyle nanoteknoloji kullanılarak üretilen ürünlerden 200 milyar dolar tutarında gelir elde edileceğini, gelecek on yıl içerisinde ise nanoteknoloji ürün ve hizmetlerini kapsayan 1 trilyon dolar hacminde küresel pazar oluşacağını tahmin etmektedir. Gelişen Nanoteknoloji alanlarında akademik programlar oluşturulmaktadır. 40 tanesi ABD’de olmak üzere nanoteknoloji alanında yaklaşık 140 üniversite programı bulunmaktadır.

AVRUPA BİRLİĞİ

Avrupa Birliği’nin 1994 ve 1998 yılları arasında yürütmüş olduğu 4. Çerçeve programı kapsamında nanoteknoloji alanında araştırma yapan yaklaşık 80 firma desteklenmiş, 1998 ve 2002 yıllarını kapsayan 5. Çerçeve programı kapsamında ise bu alana yapılan destek miktarı yıllık 45 milyon euro civarında olmuştur. Geniş bir yelpazede yapılan destekler arasında nano-elektronik cihazlar, karbon nanotüpler, bio-sensörler, moleküler tanımlama sistemleri, nano-kompozit malzemeler ve yeni mikroskop teknolojileri öne çıkmaktadır.

Nanoteknolojinin bir çok alanda yenilikçi (inovatif) ürünler geliştirilmesi için gelecek vaadetmesi sebebiyle, 2002-2006 yıllarını kapsayacak şekilde yürütülen 6. Çerçeve Programında Nanoteknoloji öncelikli alan olarak yer almış ve bu alanda yürütülecek çalışmaları desteklemek üzere 1.3 milyar euro bütçe ayrılmıştır. 6. Çerçeve Programının tematik öncelikli bu alanı: nanoteknoloji ve nanobilim çalışmalarını, bilgi tabanlı çok işlevli malzemeler ile yeni üretim prosesleri ve araçlarının geliştirilmesini kapsar. Nanoteknoloji öncelikli alanının iki ana hedefi vardır.

Birincisi yenilikçi nanoteknoloji ürünlerinin günümüzün endüstriyel sektörlerine tanıtılması, ikincisi ise yeni malzeme, yeni araç ve yeni ürünlerin geliştirilmesi ile yeni endüstri kolları ve sektörleri yaratılmasını teşvik etmek olarak özetlenebilir. Ayrıca Avrupa Birliği ülkelerinin birçoğunda nanoteknoloji alanında gerçekleştirilen araştırma ve geliştirme çalışmalarını destekleyen ulusal programlar bulunmaktadır.

AMERİKA BİRLEŞİK DEVLETLERİ

Amerika Birleşik Devletleri’nde 1999 yılında yayınlanan ulusal nanoteknoloji bildirgesi ile ülkenin nano teknoloji alanındaki öncelikleri belirlenmiş ve bu konuda yapılan Ar-Ge çalışmaları için bütçeler ayrılmıştır. 2000 yılında nanoteknoloji alanında yapılan Ar-Ge çalışmalarına hükümet tarafından sağlanan destek 420 milyon dolar civarında iken 2001 yılı bütçesinde bu alana ayrılan pay yaklaşık 520 milyon dolar’a ulaşmış, 2003 yılı için ise yaklaşık 700 milyon dolar olarak belirlenmiştir.

Aralık 2003 tarihinde Başkan Bush 2005 yılından başlayarak 4 yıl süreyle nanoteknoloji alanında gerçekleştirilen araştırma ve geliştirme projelerinde kullanılmak üzere 3.7 milyar dolar tutarında fon ayrılmasını onaylamıştır. Amerika Birleşik Devletleri’nde yürütülen çalışmalar, nano yapılı malzemeler, moleküler elektronik, nanoparçalar, biosensörler ve bioenformatik, quantum bilgisayarlar, ölçüm ve standart geliştirme çalışmaları, nano ölçekte teori, modelleme ve simulasyon, nano robotlar gibi alanlarda yoğunlaşmıştır. Bu çalışmalar Ticaret Departmanı (DOC), Savunma Departmanı (DOD), Enerji Departmanı (DOE), Ulaşım Departmanı (DOT), NASA, Ulusal Sağlık Enstitüsü (NIH) ve Ulusal Bilim Kurumu (NSF) gibi kurumlar tarafından desteklenmektedir.
ASYA

Asya ülkeleri içinde nanoteknolojiye yatırım yapan ülkelerin başında Japonya gelmektedir. Japonya dünyada ABD’den sonra nanoteknoloji alanında en fazla Ar-Ge harcaması yapan ikinci ülke konumundadır. Nanoteknoloji üzerine yapılmakta olan yatırımın her yıl %15 ile %20 oranında artmakta olduğu Japonya’da nanoteknoloji tanımı dünyanın geri kalan ülkelerine oranla çok daha geniş kapsamlıdır. Moleküler seviyede yapılan birçok araştırma (örnek vermek gerekirse, DNA üzerine yapılan araştırmalar) nanoteknoloji tanımı içerisinde yer almaktadır. Ayrıca NEC ve Sumitomo gibi firmalar carbon nanotüpler alanında çalışmalar yürütmekte, araştırmalar gerçekleştirmektedir.
Asya ülkeleri arasında Japonya’yı takip eden ülkeler arasında Çin ve Kore öne çıkmaktadır. Çin ülkede yürütülen nanoteknoloji odaklı birçok araştırma ve geliştirme çalışmasını Çin Bilimler Akademisi kanalıyla yürütmektedir. Bu ülkede yürütülen çalışmaların birçoğu yarı iletken üretme teknikleri ve nanoteknoloji tabanlı elektronik cihazlar üzerine yoğunlaşmaktadır. Araştırma merkezlerine ek olarak nanoteknoloji kullanılarak üretilen ürünlerin ticarileşmesine imkân sağlamak amacıyla çalışan birçok kuruluş bulunmaktadır.

Kore nanoteknolojinin mikro elektronik uygulamaları alanında yoğunlaşmıştır. Nanoteknoloji çalışmalarının sürdürüldüğü birçok üniversite ve araştırma merkezi olduğu gibi Kore’nin en büyük şirketlerinden biri olan Samsung mikro elektronik uygulamalar ve mikro elektromekanik sistemler (MEMS) üzerine araştırmalar yürütmektedir.

Tayvan, Singapur, Tayland Hindistan ve Vietnam nanoteknolojiyi öncelikli alan olarak belirlemiş ve uygun çerçeveyi belirlemek için adımlar atmaktadır.

TÜRKİYE’DE NANOTEKNOLOJİ

Geçen yüzyılın ortasında başlayan mikroelektronik devrimini kaçıran Türkiye, şimdi en kritik ihtiyaçlarında dahi dışa bağımlı hale geldi. Mikroelektronik devrimini tarih sayfalarına gönderecek nanoteknoloji için henüz hiçbir şey bitmiş değil. Şu anda emekleme dönemini yaşayan nanoteknolojiyi kaçırmamak için gerekli yatırımlarla bu alana yönelmesi gereken Türkiye, gerekli çalışmaları başlattığı takdirde yepyeni bir sıçrama tahtasına sahip olacak. Öyle ki doğru uygulamalarla Türkiye, bu alanda dünya liderliğine soyunabilir. Nanoteknoloji yarışına biraz geriden katılacak olan Türkiye’nin yarışa devam edip etmemesi tamamen kendi elinde. Artık teknoloji transferi veya teknoloji satın alarak dünya ticaretinde bir yere varılamayacağını gören devletler, nanoteknolojiyle kendilerine bambaşka bir pazar yaratma yarışına girdiler. Sürekli yatırım yapıyorlar Yeni yüzyılda kritik bir teknoloji devrimi olarak görülen nanoteknoloji hala kuluçka dönemini yaşıyor. Bu kritik teknolojinin 2025 yılına kadar gelişmesini tamamlaması ve hayatımızın her alanına girmesi bekleniyor.

Bugün ABD, Japonya ve AB’nin nanoteknolojiye yıllık 1 milyar doların üzerinde kaynak ayırdığı düşünülürse, Türkiye için bu teknolojinin önemi daha iyi anlaşılacak. Türkiye kısıtlı kaynaklarla hazırlanıyor. Dünya genelinde yaşanan gelişmelere karşın Türkiye’de nanoteknoloji son birkaç yıldır devlet tarafından desteklendi. Devlet Planlama Teşkilatı (DPT) 2005 yılında, Bilkent Üniversitesi’nde ulusal bir nanoteknoloji merkezinin kurulmasına karar verdi. Üç yıllık bu proje 2006 yılının başında başladı. Nanoteknolojideki yönelimler ve gelişmelere uygun olarak UNAM’ın (Ulusal Nanoteknoloji Araştırma Enstitüsü) araştırma alanlarına nanobiyoteknoloji, nanomalzeme ve kimya, enerji ve hidrojen ekonomisi, nanotriboloji, yüzey kaplama, katalizör tasarımı gibi çok güncel konular da eklendi. Ayrıca disiplinler arası çalışmayı geliştirmek amacı ile UNAM’daki araştırmalara paralel olarak yürütülen ‘Malzeme Bilimi ve Nanoteknoloji’ yüksek lisans ve doktora programı açılarak nanoteknolojinin en aktif araştırma konularında uzman yetiştirilmeye başlandı. Yedi katlı ve yaklaşık 9000 metrekare kapalı alanda 62 adet laboratuarı bulunan yeni bina, bilim ve teknolojinin sınırlarında araştırmalara olanak verecek çok modern bir anlayışla tasarlanıp, inşaatı bir buçuk yılda tamamlandı. 2007 yılı sonu itibarı ile araştırma faaliyetleri yeni binada devam etmektedir.

RAKAMLARLA NANOTEKNOLOJİ

Dünyada 700’den fazla firma nanoteknoloji ile ilgili faaliyetler içindedir.

– Nanoteknoloji ile ilgili Araştırma Geliştirme (Ar-Ge) çalışmaları için 2003 yılında 3 milyar ABD Doları harcanacaktır.

– Nanoteknoloji finansmanında Japonya, destek oranını 1997’de 120 milyon ABD Dolarından, 2002’de 750 milyon ABD Dolarına çıkartmıştır. Avrupa Birliğinin 2002-2006 yılları için sağlayacağı nanoteknoloji finansmanı miktarı 1 milyar ABD Dolarının üzerindedir.

– ABD hükümeti nano-teknolojiye 2000 yılından bu yana 1.5 milyar ABD Dolarının üzerinde yatırım yapmıştır.

– Nanoteknoloji uzay yarışından beri en büyük hükümet yatırım alanı olma yolunda ilerlemektedir. (İnsan Gen Haritası Projesinden daha büyük)

– Medyada nano teknolojiden söz eden haberler 1995’de 200 defadan, 2002’de 4000 defaya (%2000) yükselmiştir. Geçmişle karşılaştırıldığında bu oranın 1993’de internet ile ilgili haberler ile kıyaslanabilir olduğu görülmektedir.

– Risk sermayesi yatırımları kapsamında 1999 yılından bu yana 900 milyon ABD Doları yatırım yapılmıştır. Bu yatırım miktarının 386 milyon ABD Doları 2002 yılında gerçekleştirilmiştir. 2001 ve 2002 yılları arasında toplam risk sermayesi yatırımları azalırken, nanoteknoloji alanına yapılan risk sermayesi yatırımları (elektronik sektöründe %251, endüstriyel ürünlerde %211, sağlık ve nanobioteknoloji yatırımlarında %313) artmıştır.

– Nanoteknoloji ile ilgili patent başvurularında büyük bir artış gözlenmektedir. 1996 yılından beri 2,800’ün üzerinde patent alınmıştır.

– Nanoteknoloji patent alımlarında birinci sırada IBM, ikinci sırada Samsung yer almaktadır.

FULLERENLER

Fullerenler 1985’te Robert Curl, Harold Kroto ve Richard Smalley tarafından Sussex Üniversitesi ve Rice Üniversitesinde bulundu. Fullerenler bir karbon allotropu ailesidir. Richard Buckminster Fuller’a ithaf edildi. Küre yapılılara buckyball denir. Fullerenler tamamen karbon atomundan oluşur ve küre, ellipsoit (Dünya’yın şekline benzer) veya tüp şeklinde olabilir. Silindirik olanlarının ismi karbon nanotüptür. Yapısal olarak grafine benzerler; grafinler altıgen halkalara sahiptir, fullerenlerde beşgen halkalar da mevcuttur.

İlk bulunan fulleren C60’tır. (60 karbondan oluşan top) Fulleren saflaştırması kimyacılar için hala büyük bir sorun ve büyük ölçüde fulleren fiyatlarını bu süreç belirliyor. 10 gr %99.9 saflıktaki C60’ın bir gramı şu an için 55$, 10 gramı 450$. Diğer fulleren örnekleri: yıldırımdan sonra oluşan iste saklanan C70, C76 ve C84 molekülleri.

Mart 2008’de fullerenlerin içinde ağırlıklarının %8’i kadar hidrojen depolayabilecekleri bulunmuştur. (1)

Fullerenler çok reaktif yapılardır.

Nanoteknoloji dalında fullerenlerin ısı direnci ve süper iletkenlik özellikleri üzerinde çok durulmaktadır. Ayrıca fullerenlerin molekül tanıma uygulamalarında da kullanılması düşünülmektedir; mesela HIV virüsü tespiti için.

C60’ın fiziksel özellikleri:
Ağırlık bakımından yoğunluk: 1.72 g/cm3
Moleküler yoğunluk: 1.44 x 1021/cm3
İki karbon arası ortalama uzaklık: 1.44 Å
Dış Çap: 10.18 Å
Atom başı bağlanma enerjisi: 7.4 eV
Kaynama noktası: 800 K’da süblimleşiyor

Fullerenler birçok çözücüde çözünürler. En yaygın olanları toluen ve karbon disülfittir. Bu sıvılarda çözüldüğü zaman saf Buckminsterfullerene mor rengi, C70 kırmızı kahverengi rengi alır. Fullerenler oda sıcaklığında birçok çözücüde çözünebilen tek karbon allotropudur.

-Birçok araştırma fullerenlerin zehirli olmadığını ispatlamıştır.

-Fulleren Kimyası adlı Kimya biliminin alt dalı vardır.

Top Fulleren Çeşitleri
-Buckminsterfullerene
-Bor buckyball’u

Tüp Fulleren çeşitleri
-Nanotomurcuk
-Nanotüp

KAYNAKÇA

http://www.nanoturk.com/index.html

http://www.nanoteknolojimucizesi.com/index.htm

http://nanoturkiye.blogspot.com/

http://www.nanoturkiye.net/

http://www.google.com.tr/webhp?hl=tr

http://tr.wikipedia.org/wiki/Nanoteknoloji

— Bilim Teknik – Türkiye’de Nanoteknoloji Eki

— Devrim Yüzer – Fullerenler Doktora Tezi

yorum
  1. Ali64 dedi ki:

    Çok faydalı bilgiler var kimyacı olduğum için gurur duyuyorum.

Bir Cevap Yazın

Aşağıya bilgilerinizi girin veya oturum açmak için bir simgeye tıklayın:

WordPress.com Logosu

WordPress.com hesabınızı kullanarak yorum yapıyorsunuz. Log Out / Değiştir )

Twitter resmi

Twitter hesabınızı kullanarak yorum yapıyorsunuz. Log Out / Değiştir )

Facebook fotoğrafı

Facebook hesabınızı kullanarak yorum yapıyorsunuz. Log Out / Değiştir )

Google+ fotoğrafı

Google+ hesabınızı kullanarak yorum yapıyorsunuz. Log Out / Değiştir )

Connecting to %s