Nanoteknoloji Nedir?
Nanoteknoloji yahut nanobilim, son yıllarda yıldızı parlamakta ve önümüzdeki yüzyılın en gözde bilim alanı olarak gösterilmektedir. Hatta şimdilerde hayatımıza bile girdiler, “akıllı boya” kavramını çok değil son bir yıl içinde televizyon reklamlarında hepimiz duyduk. Akıllı boyalar, kendi kendini temizliyorlardı, inanılması güçtü ama bu gerçekti. Çok geçmeden arkasındaki gücün “nanogüç” olduğunu öğrendik. Şimdilerde ise kirlenmeyen kumaşlardan akıllı giysilere, kanserli hücrelerin yok edilmesinden küçücük bir tek şarbonu bile algılayabilen biyolojik sensörlere kadar hayatımızda yer alacağı belirtiliyor. Bu kadar hayatımıza girecek olan nanoteknoloji nedir?
Öncelikle izah edilmesi gereken nanobilimdir. Çünkü, diğer teknolojilerde de olduğu gibi yeni bir teknoloji oluşmadan bir bilgi birikiminin kullanılabilir hâle gelmesi gerekir. Nanoteknoloji, nanobilimin bilgi birikiminin teknolojiye dönüşmesidir özetçe. Nanobilim, maddenin nanometre ölçülerinde meydana gelen kuvantumsal özellikleri/davranışları inceleyen bilim dalıdır. Nanoteknoloji ise bu ölçekteki kuvantumsal davranışları uygulanabilir hâle getiren bir teknoloji dalıdır.
Nanoölçeğe indiğimizde madde klasik yaklaşımlara göre tanımlanamaz hâldedir çünkü davranışlar da farklılık gözlenir. Bu ölçekte görülen kuvantumsal davranışlar, maddenin kimyasal ve fiziksel özelliklerinin farklılığı ile gözlenebilmekte. Bir maddenin kimyasal ve fiziksel özellikleri de maddenin yapısının büyüklüğüne ve atom yapısının ayrıntılarına, bulunduğu sistemdeki koşullara göre değişmektedir. Bu değişimler de nanoölçekte gözlenebilmektedir.
Nanoteknoloji, farklı bilim disiplinlerinin etkileşimlerinin güçlü olduğu bir daldır. Farklı bilim disiplinlerine sahip olması ile beraber meydana getirdiği sonuçları da sınırlı bir bilim disiplinine hapsolmamaktadır. Zira pek çok alanda nanoteknolojik ürünleri görebilmekteyiz. Farklı bilim disiplinlerini bir araya getirilmesi ile bu disiplinlerdeki teorilerin, kuralların nanometre ölçeğinde kullanılması esası nanoteknolojinin var olma temelidir. Çünkü bu nanoölçekteki “dünyada” bu bilim disiplinlerinin ortaya koyduğu bilgi birikimi kullanılmaktadır. Bu nanodünya, maddenin 1-100 nanometrelik kısmından oluşmaktadır.
Nanoteknolojinin Temelleri
Nanoteknoloji, farklı disiplinleri bir arada bulunduran ve geniş bir çalışma alanına sahip bir teknoloji dalı olmakla beraber aslında geniş de bilgi birikimine sahip bir daldır. Her ne kadar köklü bir geçmişi olmasa da içinde barındırdığı bilim disiplinlerinin köklü geçmişlerinin olması nanoteknolojiyi de bir takım temellere dayanmasına da sevk etmektedir.
- Nanoteknoloji, farklı bilimsel disiplinleri bir arada barındırır
Nanoteknolojide farklı disiplinlerin bulunması, farklı alanlarda uzmanlaşmış bilim insanlarının ortak çalışmalarda bulunması gerektiğini, nanoteknolojinin sonuçları farklı alanlarda etkilerinin görülmesini sağlar. Bu da tüm dikkatlerinin bu bilim dalının üzerine çekilmesini sağlar ki bunu şimdiden başarmaktadır. Oysa nanoteknoloji, yeni doğmuş bir bebekten başka bir şey değildir, şimdilik.
- Nanoteknoloji, nanoölçekteki yapıları ve yapıların kuvantumsal davranışlarını inceler
Nanoteknoloji bilinen molekülleri yeni atom ve moleküller ekleyerek işlevsel duruma sokar veya kuvantum noktaları ve telleri, tüpler gibi yapay yapılar tasarlayıp sentezler.
- Nanoteknoloji, eski teknolojilere yeni bakış açıları sunar
Nanoteknoloji, eski teknolojilere ve bilgi birikimimize yeni bakış açıları sunar ve böylece önceleri olanaksız gibi görünen teknoloji ve uygulamalara bu yeni bakış açıları ile sahip oluruz.
- Bağımsız atomların kontrol edilmesi ve nanoölçekte gözlem yapabilmek
Nanoyapıları incelemek ve yeni teknolojileri üretip, geliştirmek için o dünyayı görebilmemiz gerekir. İşte nanoölçekte gözlem yapabilmek için atomik kuvvet mikroskobu gibi gözlem aletlerine nanoteknolojinin ihtiyacı vardır.
Nanoölçek hakkında genel bilgi:
Bir nanometre (nm) bir milyarda bir ya da bir metrenin 10 üssü -9’udur. Sözün gelişi, 1 nanometrenin bir metreye oranı bir bilyenin Dünya’nın çapına oranıdır. Tipik karbon-karbon bağ uzunlukları, ya da bu atomların bir molekülde kapladığı alan yaklaşık, 0.12-0.15 nm’dir.Bir DNA çift helix 2nm civarında bir çapa sahiptir. Diğer yandan, en küçük hücresel yaşam formu, bakterianın mikroplazma geni yaklaşık 200nm uzunluğundadır.
Nanoteknolojinin Amaçları:
- Nanometre ölçekli yapıların analizi,
- Nanometre boyutunda yapıların fiziksel özelliklerinin anlaşılması,
- Nanometre ölçekli yapıların imalatı,
- Nano hassasiyetli cihazların geliştirilmesi,
- Nano ölçekli cihazların geliştirilmesi,
- Uygun yöntemler bulunarak nanoskopik ve makroskopik dünya arasındaki bağın kurulması.
Neden Nanoteknoloji?
Önümüzdeki yüzyıl için en popüler iş sahası olarak gösterilen nanoteknoloji neden bu kadar önemli? İşte yanıtları:
Nanoteknolojik ürünler:
- Daha fonksiyonel
- Daha hızlı
- Daha az yer kaplar
- Daha az enerji sarf eder
- Daha mukavemetli
- Daha ucuz
- Olağanüstü yeni özellikler
Nanoteknolojik ürünler sayesinde tıptan elektroniğe kadar bir çok alanda temelden yeniliklerle karşılaşacağız -şimdilerde olduğu gibi-. Günümüzde bu yeniliklerin ilki olarak kendi kendini temizleyen boyaları görürken yakın gelecekte daha ucuza daha fazla aydınlatma sağlayan WLED’leri, kirlenmeyen giysileri, daha ekonomik otomobil yakıt ürünleri, akıllı giysilerle askeri üniformalar, kanser hücrelerini diğer hücrelere zarar vermeden yok edebilme gibi bazı noktalarda hayallerimizi bile zorlayan bu yenilikler nanoteknolojinin neden vazgeçilmez olduğunu bizlere anlatmaktadır.
Hazırlayan: Gökhan Atmaca
Kaynaklar:
Nanobilim ve Nanoteknoloji, Şakir ERKOÇ,ODTÜ Toplum ve Bilim Merkezi
Nanoteknoloji Hayatımızda, Yrd. Doç. Dr. Mehmet BAYINDIR, Bilim ve Ütopya Dergisi
Nanobilim, Nanoteknoloji ve Türkiye, Prof. Dr. Salim ÇIRACI
http://nanoturkiye.blogspot.com/2008/02/nano-101-nanoteknoloji-nedir.html
http://tr.wikipedia.org/wiki/Nanoteknoloji
http://yunus.hacettepe.edu.tr/~emrecan/stm/nanoteknoloji.htm
