Nanoteknoloji Nedir?

Nanoteknoloji, işlevsel sistemlerin ve malzemelerin moleküler ölçekte tasarlanması ve insan hayatını kolaylaştırıcı uygulamalara geçirilmesidir. Moleküler ölçekteki çalışmalar ile kastedilen 100 nm(1 nanometre metrenin milyarda biridir) ve altındaki boyutlarda yapılan çalışmalardır. Makro ve mikro ölçekte malzemenin kazanamadığı çeşitli mekanik, elektriksel ve optik özellikler nano ölçekte kazanılır. Nanoteknoloji ile elde edilen farklı fiziksel özellikler nanometre boyutundaki şu avantajları kullanır;

  • Malzemenin tane boyutunda (yüzey alanı)/(hacim) oranı büyük ölçüde artar,
  • Optik özellikler tane boyutunda işlerlik kazanır,
  • Mekanik özelliklerde rijitlik ve elastisite kabiliyetlerinde iyileşme görülür, (metale göre çok daha hafif ve benzer mekanik özellikte malzemelerde kullanım alanı bulur.)
  • Yeni reaktif özellikler kazanılır, (biyomalzemelerde kullanılır.)
  • Yüzey kaplama yöntemlerinde kullanım alanı vardır.

Nanoteknoloji terimi ilk kez 1974 yılındaki bir makalede kullanılmıştır. Daha sonra 1980’lerde gelişmiş mikroskopların(taramalı tünelleme mikroskobu) icadı ile nanoteknolojinin hızla gelişmesinin önü açılmıştır. 2000’e kadar olan süreç nanoteknolojinin birinci nesli olarak adlandırılır.

  • Birinci nesilde pasif nanoyapılar görülür. Uygulama olarak; aerosoller, nanoyapılı kaplamalar, nanoyapılı metaller, seramikler ve polimerler geliştirilmiştir.
  • 2000-2005 yıllarını kapsayan ikinci nesilde aktif nanoyapılar görülürken; ilaç endüstrisinde ve fizikokimyasal özellikleri ön plana çıkan sistemlerde gelişmeler yaşanmıştır.
  • 2005-2010 arasını kapsayan üçüncü nesilde birbiriyle etkileşime geçebilen ve hiyerarşik yapılanmaya sahip nanosistemler geliştirilmiştir.
  • 2020 yılı itibariyle halen sürmekte ve gelişme aşamasında olan nanoteknoloji için dördüncü nesil moleküler nanosistemler öngörülmektedir. Moleküler boyutta cihazlar ve sistemler tasarlanmakta ve uygulama sahası edinmektedir.
Moleküler boyutta tasarlanmış bir redüktör.
Moleküler boyutta tasarlanmış bir redüktör.

Nanoteknolojinin Uygulama Alanları

Nanoteknoloji ile geliştirilen ürünler ilaç, tarım, ulaşım, elektronik, otomotiv ve genel olarak sanayi sektöründe uygulama alanı bulmuştur. Nanoteknoloji ile elde edilen ürünlerin ve sistemlerin daha işlevsel, uzun ömürlü ve güvenilir özelliklere sahip olması uygulama sahası bulabilmesinde avantaj sağlar. Uygulamaya geçirilen veya gelecekte potansiyel olabilecek bazı örneklere göz atalım;

  • Suyu sevmeyen yüzey kaplamaları,
  • Kir tutmayan tekstil ürünleri,
  • Tıpta yalnızca hastalıklı hücreyi hedef alacak ilaçlar (kemoterapi ile sağlıklı hücrelere de zarar verilir.)
  • Elektronik cihazlarda düşük enerji tüketimi,
  • Yakıt pillerinde kullanılan membranların verimliliğinin artırılması,
  • Çok daha düşük maliyetle güneş enerjisi panelleri üretimi,
  • Pil teknolojisinde çok daha hızlı şarj süresi ve daha uzun ömürlü piller,
  • Uzay teknolojisinde daha hafif malzemelerin kullanılmasıyla beraber maliyetlerin düşmesi,
  • Nanoparçacık teknolojisiyle endüstriyel atıkların kirlettiği su kaynaklarının temizlenmesi,
  • Gıda teknolojisinde nanokapsüller ile vitamin eksikliğinin sensörler ile algılanması ve eş zamanlı olarak giderilmesi.

Görüldüğü üzere günlük hayatı çok daha kolaylaştıracak ürünlerden, enerji tüketimini azaltacak ve yeni keşiflere öncü olabilecek bir dizi yenilik nanoteknoloji sayesinde mümkün olabilecektir. Nanoteknoloji için maliyetler düştükçe ve kullanılan araçlar geliştikçe uygulama sahasının daha da genişleyeceği tahmin edilebilir. Aşağıdaki video ile nanoteknoloji ile geliştirilmiş kaplamaların üstün özelliklerini görebiliyoruz.

Nanoteknoloji İle Geliştirilmiş Yüzey Kaplama Teknolojisi

Türkiye’de Nanoteknoloji ile İlgili Çalışmalar

Ülkemizde nanoteknoloji ile ilgili yürütülen çalışmalarda Ulusal Nanoteknoloji Araştırma Merkezi(UNAM) şu an itibariyle en önemli rolü üstlenmiştir. Türkiye’de nanoteknoloji çalışmalarının merkezi haline gelen UNAM için Devlet Planlama Teşkilatı 28 milyon TL’lik yatırım yapmıştır. UNAM’a ek olarak Sabancı üniversitesinde SUNUM, ve TÜBİTAK MAM içerisinde nanoteknoloji ile ilgili çalışmalar yürütülmektedir.

Dünyada gelişmiş ekonomilerin sahip olduğu ekonomik gücün; yüksek teknolojilerine ve katma değeri yüksek ürünlere borçlu olduğu düşünüldüğünde, Türkiye için de stratejik alanlardan biri nanoteknolojidir. Bu alanda ülkemizde devlet destekli nanoteknoloji araştırma merkezlerine ek olarak yeni kurulan 13 nanoteknoloji firması bulunmaktadır. Ancak ülkemizde nanoteknoloji kapsamında yeni ürünlerin geliştirilmesi ve bu ürünlerin ticari olarak piyasada kendine yer bulabilmesi için daha planlı ve kapsamlı bir stratejiye ihtiyaç duyulmaktadır.

Detaylı bilgi için kaynakları inceleyebilirsiniz.

  1. http://www.nano.org.tr/
  2. http://sunum.sabanciuniv.edu/
  3. http://www.understandingnano.com/nanotech-applications.html
  4. http://en.wikipedia.org/wiki/Nanotechnology
  5. http://en.wikipedia.org/wiki/Nanomaterials
  6. http://crnano.org/whatis.htm
  7. http://www.renkliweb.com/teknoloji/turkiyede-nano-teknoloji-calismalari-ve-uygulamalari.html

Written by Osman Öztürk

2010 TOBB ETÜ Makina Mühendisliği mezunuyum, Selçuk Üniversitesi'nde yüksek lisans eğitimi ile birlikte Araştırma Görevliliği'ne devam etmekteyim.

Bir cevap yazın

E-posta hesabınız yayımlanmayacak. Gerekli alanlar * ile işaretlenmişlerdir

This site uses Akismet to reduce spam. Learn how your comment data is processed.