Transcript Nano Teknoloji Hakkında Herşey

Hazırlayan ve Sunan
Çağatay COŞKUN
050703044
Nanoteknolojinin tanımı
 Sözlük Anlamı
 Genel Tanım
 Nanoteknolojinin Tarihçesi
 Nanoboyutun Farkı
 Nanoteknolojinin Hedefleri
 Uygulama Alanları
 Nanoteknoloji, Hayatı Nasıl Değiştirecek?
 Türkiye’ de Nanoteknoloji
 Neden Nanoteknolojisi Duyarlı Kullanılmalı?
 Tüm Bu Gelişmeler Ne Kadar Zamanda Gerçekleşebilir?
 Kaynaklar

A.


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 ardarda dizilmiş 5 ila 10 atom).
Teknoloji kelimesi ise yine Yunanca "tekhné" ve "logia"
kelimelerinin bir araya gelmesiyle oluşur. "Tekhné", el işi veya
sanat, logia ise bir konunun çalışılması olarak tercüme edilebilir.
Teknoloji genellikle çevre üzerinde kontrol sağlamak amacıyla araç
yapımı olarak tanımlanır. Başka bir anlamda ise teknolojiyi, bilimsel
metotların,
ticari
amaçlar
için
kullanılması
olarak
yorumlayabiliriz.[1]
B.


Genel Tanım
Nanoteknoloji, en genel tanımıyla, istisnai şekilde küçük (yaklaşık
atom boyutlarında) yapıların ticari bir amaca hizmet edebilecek
şekilde düzenlenmesidir. Başka bir şekilde tanımlamak gerekirse:
Maddeler üzerinde 100 nanometre ölçeğinden küçük boyutlarda
gerçekleştirilen işleme, ölçüm, modelleme ve düzenleme gibi
çalışmalar nano-teknoloji çalışmaları olarak nitelenir.[1]
Nanoteknoloji maddeyi atomik ve moleküler seviyede kontrol etme
bilimidir. Genel olarak 100 nm ve daha küçük boyutta malzeme ve
aygıt geliştirmekle ilgilidir. 1 nm, metrenin milyarda biridir.
B.


Genel Tanım
Nanoteknoloji birçok alanı kapsayan bir bilim dalıdır. Aygıt fiziği,
malzeme bilimi, elektronik, kimya, biyoloji gibi bilim dallarından
araştırmacılar, Nanoteknoloji çalışmaları yapmaktadır.
Nanoteknolojinin etkileri üzerinde çokça tartışmalar yapılmıştır.
Her yeni teknolojide olduğu gibi, nanomalzemelerin de sağlık ve
çevre üzerindeki etkileri merak edilmektedir. Nanoteknolojinin tıp,
elektronik ve enerji üretimi gibi alanlarda uygulanma potansiyeli
söz konusudur. [a] [2]

60`lar-Feynman
Nanoteknoloji vizyonunun ortaya çıkışını, 1959
yılında fizikçi Richard Feynman’ın malzeme ve
cihazların moleküler boyutlarda üretilmesi ile
başarılabilecekleri 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
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 mikroskobunun 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 geliştirilmiştir.
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 da Japon NEC firması araştırmacılarından
biri olan Sumio Iijima, karbon nano tüpleri bulmuştur.
Karbon nano tüpler, fullerene molekülünün esnetilmiş bir
şekli olup benzer şekilde önemli özelliklere sahip, çelikten
100 kat daha güçlü ve ağırlığı çeliğin ağırlığının 6’da 1’i
kadardı.

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.
"Yaratma Motorları: Nanoteknolojinin
Yaklaşan
Devri"
yayınlanan
ilk
Nanoteknoloji kitabıdır.
Nanoteknolojinin gelişmesini sağlayan
buluş ise Tarama Tünelleme Mikroskobu’
nun keşfedilmesidir. Bu mikroskop
sayesinde iletken bir yüzeydeki atomların
yerleri değiştirilebiliyordu.
Bu gelişmeyi 1986’ da fullerenin ve
karbon nanotüplerin keşfi izledi.
2000’ de ABD’ nin nanoteknolojiye
yatırım yapması sonucu tüm Dünya‘ nın
birçok
ülkesinde
Nanoteknoloji
araştırmaları başlamış oldu.[2]
Nanoteknolojiyi bu kadar ilginç kılan unsur,
malzemeler nanoboyutta makrodünyadan
farklı davranmalarıdır. Külçe şeklindeki altın
başka
maddelerle
reaksiyona
girmek
istemezken, nanoboyuttaki altında bu
durumun tam tersi gözlemlenmektedir.
Kuantum etkileri yüzünden maddeler,
nanoboyutta farklı özellikler göstermektedir.
Bu özellik yüzünden, bilim adamları
malzemelerin
nanoboyuttaki
hallerini
araştırıp,
sorunlara
çözüm
bulmaya
çalışmaktadırlar.[2]





Uygun atomları ya da molekülleri doğru biçimde bir araya
getirerek istenen yapıyı oluşturmak.
Yapı bölümlerinin kontrollü biçimde kendi kendilerinin
kopyalamalarını ve büyümelerini sağlamak.
Moore Yasası ile öngörülmüş ve gerçekleşmiş olandan çok daha
hızlı bir gelişme sağlamak.
Canlı yapılara cansız yapılanların bir arada işlev görmesini
sağlamak.
Gelişmiş devletlerin savunma sanayilerini geliştirmesi adı altında
yürütülen nano tabanlı projelerden arasında bir hafta uykusuz
kalabilmesine rağmen yüksek performansından hiç bir şey
kaybetmeyen süper askerler, insansız uçabilen ve arıza yaptığında
kendini tamir edebilen uçaklar gibi çalışmalar bulunuyor.
1.



Malzeme ve İmalat Sektörü
Malzemelerin atomik ve moleküler boyutlardan başlayarak inşa
edilmesi, konvansiyonel metotlar 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.
2.



Nano-Elektronik ve Bilgisayar Teknolojileri
Elektronik araçların nanometre ölçeklerinde elde edilmesi ile
halen kullanılan sistemlerinin işlem güçleri ve kapasiteleri bir kaç
kat artacaktır.
Nanoteknolojilerin kullanım alanlarından biri olarak önerilen
kuantum 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.
3.


Tıp ve Sağlık Sektörü
Nanoteknoloji yaşayan sistemlere moleküler seviyelerde
müdahale etme imkanı oluşturabilir. 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.
3.

Tıp ve Sağlık Sektörü
Hatta vücuda ek bir bağışıklık sistemi
de kazandırabilirler. Hedef hücrelerin
özellikleri programlandığında, mesela
grip virüslerine saldırabilir ve bünye
hastalanmadan
virüs
istilasını
durdurabilirler.
Aynı
zamanda
vücuttaki her bulguyu rapor edip bir
nevi doktorluk da yapabilirler.
4.


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.
5.


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.
6.
Bio-teknoloji 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.
7.


Savunma Sektörü
Nano-teknoloji askeri uygulamalar konusunda bir çok alanda
potansiyel vaat etmektedir.
Geliştirilmiş elektronik savaş kapasitesi, daha iyi silah sistemleri,
geliştirilmiş kamuflaj ve akıllı sistemler bir çok Ar-Ge
çalışmasının gerçekleştirildiği alanlardır.

Tüm insanlık için kökten değişim ve dönüşümleri beraberinde
getirecek bu gelişmelerin olası sonuçları üzerinde herkesin
düşünmesi gerekmektedir. Nano gelecekte herkes kendi
bilgisayarına temel tüketim maddelerini üretmesi için emir
verebilecek. Evin bir köşesinde çalışan nanobot sürüleri de
istediğiniz malzemeyi, etrafımızda serbestçe dolaşmakta olan
atomları toplayıp işleyerek üretecekler.

Diğer akla gelen soru ise nano çağda paranın değerinin ne
olacağıdır. Ne de olsa atomlardan her şey sonsuz kere tekrar
dönüştürülebilecek. Tuzlu deniz suyundan bile altın ve kobalt
üretmenin mümkün olduğu bir çağda altının ne anlamı kalır?
Paylaşımı üzerine savaşların yapıldığı kaynaklar anlamını yitirince
nasıl bir uygarlıkta yaşayacağız?

Öyle görülüyor ki insanlık olarak maddi zenginliğe ve gelişmiş
fiziksel sağlığa ulaşmanın eşiğindeyiz. Bilim adamlarının
Nanoteknoloji gibi doğayı taklit yolu ile geliştirmeye çalıştığı birçok
teknoloji, doğada zaten yaratıldığı ilk günden itibaren mevcut...
Bedenimizin her hücresi ve maddeyi oluşturan her atom, üstün bir
yapıya sahiptir. Bilim adamlarının taklit etmeye çalıştığı
atomlardaki bu muhteşem düzen alemlerin Rabbi olan Allah'ın
sonsuz aklının delillerinden yalnızca bir tanesidir.
sağlayacağı
imkanları
kısaca
şöyle

Nanoteknolojinin
sıralayabiliriz:
–
Her atomu tam istenilen yere yerleştirme imkanı
Fizik ve kimya kurallarının mümkün kıldığı hemen hemen her
şeyi atom seviyesinde üretebilme imkanı
Üretim maliyetlerinin ham madde maliyetlerini geçmediği
ekonomik üretim imkanı [3]
–
–



Ülkemizde sadece Gebze İleri teknoloji Enstitüsü,
Sabancı, Bilkent, ODTÜ ve İTÜ’ de küçük çaplı
çalışmalar
yapılmaktadır.
Nanoteknolojinin
açıklanması ve herkesin öneminin kavraması için de
ülkemizdeki üniversitelerin birlikte bir çalışma
yürütmesini gerekmektedir. Özellikle üniversitelerde
ilgili bölümler açılmalı ve alanlara dikkat
çekilmelidir.
Triboloji alanında bir deha olarak kabul edilen bilim
adamı Prof. Dr. Ali Erdemir nano-teknoloji
kullanarak geliştirdiği yapay elmas özelliği taşıyan
buluşuyla Nobeli R&D ödülünü üçüncü kez
kazanmıştır.
Prof. Erdemir ’in geliştirdiği nano özellikli karbon
elmas tabakada sürtünme katsayısı çok düşük olup;
bunun yanında ısıya dayanıklılığı son derece
yüksektir.


Her iki özellik de beklentileri karşılayacak kadar
güzel bir başlangıç. 1977 yılında İTÜ Metalürji
bölümünden mezun olan ve 1987 yılından beri
de ABD’ de Chicago kenti yakınlarında bulunan
Argon laboratuarında araştırmalarını sürdüren
Prof. Erdemir, geliştirdiği maddenin suni bir
elmas gibi düşünülebileceği ve aynen gerçek
elmas özelliğini gösterdiği belirtilmektedir.
Geliştirilen bu teknik ile kesici ve delici aletlerin
uçları ısıya çok dayanıklı bir hale getirilebilecek
olup; diğer bir yandan da uzay araçlarında
kullanılan birçok cihazın daha uzun ömürlü
olması sağlanabilecektir.


Nanoteknolojinin
2025
yılı
itibariyle
hayatımızı
büyük
ölçüde
etkileyeceği
düşünülmektedir. Türkiye de şimdiden
nanoteknolojiyi üretir hale gelebilmek için
uygun adımlar atmaya başlanmıştır. Tübitak’ ın
2023 Vizyon Programı'nda Nanoteknoloji yer
almış ve yol haritası oluşturulmuştur.[c]
En önemli gelişme Bilkent Üniversitesi’ nde
Ulusal Nanoteknoloji Araştırma Merkezi'nin
(UNAM) kurulmasıdır. Bu merkezin amacı
Türkiye’ de nanoteknolojinin araştırma
merkezi olmaktır. Devlet Planlama Teşkilatı
(DPT) tarafından 28 milyon TL yatırım yapılan
merkez son derece modern aletlerle donatılmış
durumdadır.



Nanoteknoloji sadece çok düşük maliyetle birçok
yüksek kalitede ürünün yapılmasına olanak
sağlamayacak, aynı zamanda düşük maliyette ve
aynı yüksek hızda yeni nano fabrikalarının da
yapılmasını sağlayacaktır. Nanoteknolojisinin
hızla
gelişen
bir
teknoloji
olarak
adlandırılmasının nedeni kendi üretim araçlarını
yeniden üretebilme yeteneğidir.
Nanoteknoloji; daha hızlı, düşük maliyetli ve
temiz üretim sistemi getirmektedir. Üretim
araçları katlanarak yeniden üretilebilecektir,
böylece birkaç hafta içersinde birkaç nano
fabrikası milyarlarca fabrikayı üretecektir.
Bu durum devrimsel açıdan, yenilikçi ve güçlü;
potansiyel olarak da çok tehlikeli ya da faydalı
bir teknolojidir.


Genel tahminler bunun 20 ila 30 yıl arasında, hatta daha da geç
olabileceği yönündedir. Fakat optik, nano litografi, mekanik kimya
ve 3-D prototip teknolojileri konusundaki kaydedilen hızlı
ilerlemeler bu süreyi kısaltabilir. Burada önemli olan sadece böyle
bir gelişmenin ne kadar kısa bir zamanda yapılabileceği değil aynı
zamanda bizim bu yeni teknolojiye ne kadar hazır
olabileceğimizdir.
Belki kendimize aşağıdaki sorulardan bazılarını sorduğumuzda bu
konuyu daha iyi algılayabiliriz.

Bu teknolojiye kim sahip olacak?

Bu teknoloji çok sınırlı mı olacak yoksa herkes erişebilecek mi?

Fakir ve zengin arasındaki farkı kapatmak için ne yapacak?

Tehlikeli silahlar nasıl kontrol altına alınacak ve tehlikeli kişilerin eline
geçmesi engellenecek?
Bu soruların çoğu 10 yıl önce ortaya atılmasına rağmen hala pek
çoğu bir cevap bulmuş gibi görünmüyor.


Bu teknolojinin ne zaman hayata geçirileceğini tam
olarak söylemek zor, bunun bir nedeni de gizli
askeri veya endüstriyel geliştirme programlarının
normal bir vatandaşın bilgisi dışında ve büyük bir
gizlilikle yürütülüyor olmasıdır.
Tam ölçekli olarak nanoteknolojinin önümüzdeki
beş
veya
on
yıl
içersinde
geliştirilip
geliştirilmeyeceğini kesin olarak söyleyemeyiz.
Fakat şimdiden ihtiyatı elden bırakmayıp bütün
senaryolara karşı hazırlıklı olmalı nanoteknoloji ve
gelişimini yakından takip etmeliyiz.[5]
•
•
•
•
•
•
•
•
•
[1] www.nanoturk.com/
[2] tr.wikipedia.org/wiki/Nanoteknoloji
[3] www.gelecegindunyasi.com/nanoteknoloji.html
[4] www.soylenasil.com/bilim/nanoteknoloji/
[5] www.soylenasil.com/bilim/nanoteknoloji/nanoteknoloji2.htm
a] Cristina Buzea, Ivan Pacheco, and Kevin Robbie "Nanomaterials and
Nanoparticles: Sources and Toxicity" Biointerphases 2 (1007) MR17MR71.
[b] N. Taniguchi, "On the Basic Concept of 'Nano-Technology'", Proc. Intl.
Conf. Prod. London, Part II, British Society of Precision Engineering,
1974.
[c] Tübitak 2023 Vizyon Belgesi.
http://www.ersanbilik.com/blog/sevdigim-adamlar/richard-feynmanitaniyor-musunuz/




http://www.osti.gov/accomplishments/smalley.html
http://tecnologias-medicina.blog.com/
http://www.akilfikir.com.tr/nnews.asp?page=54
http://tr.sevenload.com/resimler/uWRcq05-Prof-Dr-Ali-Erdemir
Beni Dinlediğiniz için