NANOTEKNOLOJ HAKKINDA HEREY Hazrlayan ve Sunan aatay COKUN

NANOTEKNOLOJİ HAKKINDA HERŞEY Hazırlayan ve Sunan Çağatay COŞKUN 050703044

� Nanoteknolojinin �Sözlük tanımı 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 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] �

Ø 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.

Ø 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.

Ø 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.

Ø 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]

ü ü ü Uygun atomları ya da molekülleri doğru biçimde bir araya getirerek istenen yapıyı oluşturmak. Yapı bölümlerinin kontrollü biçimde 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 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: ØTıp ve sağlık sektörlerinde uygulanabilecek teknolojilerin genişletilmesi ile bio-teknoloji, ilaç ve tarım sektörleri de ürünlerinde bu teknolojileri uygulayacaktır. Ø 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.

� Nanoteknolojinin sıralayabiliriz: – Her atomu tam istenilen yere yerleştirme imkanı Fizik ve kimya kurallarının mümkün kıldığı hemen her şeyi atom seviyesinde üretebilme imkanı Üretim maliyetlerinin ham madde maliyetlerini geçmediği ekonomik üretim imkanı [3] – – sağlayacağı imkanları kısaca şöyle

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 2. htm a] Cristina Buzea, Ivan Pacheco, and Kevin Robbie "Nanomaterials and Nanoparticles: Sources and Toxicity" Biointerphases 2 (1007) MR 17 MR 71. [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/u. WRcq 05 -Prof-Dr-Ali-Erdemir

Beni Dinlediğiniz için TEŞEKKÜR EDERİM. .