Nanoteknoloji bilim ve endüstrinin bir çok alanında devrime yol açmıştır. Nanoparçacıklar, nanotüpler ve nanofilmler son 20 yıldır araştırılan sıcak konulardır ve biz bazı alanlarda özellikle de yeşil ve yenilenebilir enerji teknolojilerinde ticari uygulamalarını görmeye başladık.
Nanoölçekte maddenin nasıl davrandığı, onun nasıl ölçüleceği ve nasıl kontrol edileceğini anlamak nanoteknolojinin kendisini oluşturur ve bu nanoteknoloji anlayışımızı araştırmacılar ve endüstri büyük atılımlar yapmak için geliştirirken, dikkate almamız gereken nanoparçacıkların geleceği ile ilgili sorunlar vardır.
Sanayi değişimi ve hatta şans eseri ortaya çıkan çoğu malzeme ve kimyasal -ki bunlara örnek olarak asbest, DDT (dikloro difenil trikloroethan -böcek öldürücü), CFC (kloroflorokarbon) ve tetra etil gösterilebilir- insan sağlığı ve çevre için beklenmedik sonuçlara neden olurlar. Bu tür malzeme ve kimyasal nedeniyle nanomalzemelerin potansiyel etkileri üzerine endişelerini ülkemizin dışında çevre grupları, gazeteciler gibi çeşitli gruplardan insanlar ifade ediyorlar. Ancak ülkemizden bu teknoloji ile ilgili bu tür endişelere sahip olan insanlar kadar böyle bir teknolojinin neler getireceği hakkında fikir sahibi olan insanlar pek azdır. Oysa böylesine yeni bir teknolojinin getirileri veya götürecekleri hem bilim insanlarımızca hem de topluma yön verme durumunda olan insanlarca tartışılabilmeliydi. Tabii bu tür insanları yetiştirecek üniversitelerdeki bölümlerden biri olan fizik başta olmak üzere fen bilimlerinden bölümlerin kapatılması ile karşı karşıya kalmış olmamızın bile sorumluluk sahibi insanlar arasında tam olarak konuşulmadığı göz önünde bulundurulursa bu yersiz bir bekleyiş olurdu. Her neyse…
Nanoteknoloji ile Çevreye Dair Endişeler
Nanoparçacıklar bir kere bir ortamda, çevre içerisinde serbest kaldıktan sonra onların izini takip edebilmek inanılmaz derecede zordur. Bu nedenle, nanopaçacıkların ekosistemler üzerine etkisini değerlendirmek zordur. Çevre üzerindeki potansiyel etkileri uzun süreli olarak nanoparçacıkların düşük ya da yüksek dozlu olmasına göre değişeceği söylenebilir, bu da yapılan modellemeleri oldukça zorlaştırır.
Çevre içinde kalan nano-atık akışlarının rotası karmaşık olabilir ve izlenmesi-modellenmesi zorludur. Atık suyu içine karışabilen veya atmosfere salınabilen nanoparçacıkların yerleri yeterli özenle elde edilemiyorsa bu çok büyük bir problemdir. Çünkü nanoparçacıkların üretim ve kullanım zinciri boyunca denetlenmesi gereken çok sayıda nokta, adım vardır. Bu tür parçacıklar çok çok küçük büyüklükte olmaları, onları çekici kılacak bir takım eşsiz özellikleri onlara verse de aynı zamanda onları zararlı yapabilir bu durum. Çünkü insan saçının 50.000 (50 bin)’de biri civarında büyüklüğe sahip bu parçacıkların bir atık olarak tespit edilmesi ve filtrelenmesi oldukça zordur.
Nanoteknoloji daha fazla sayıda tüketiciler için ürünler oluşturmanın bir yolunu buldukça, aynı zamanda malzemeleri bertaraf etmenin de çok daha fazla varvasyonu olacaktır, kullanımı veya geri kazanımının kontrol edilmesi üretim süreçlerinden çok daha fazla zor olacaktır. Tüketicilerin iyi eğitim alması ve kullanışlı talimatnamelere sahip olmaları nano-atık akışlarının kontrol altında olması veya en azından anlaşılır olmasını sağlamak için gerekli olacak.
Temiz Endüstride Nanoteknolojinin Potansiyeli
Çevre üzerine nanoparçacıkların etkisi üzerine endişelere rağmen, nanoparçacıklar temiz teknolojilerin geliştirilmesine yardımcı olabilmektedirler. Eşsiz malzeme özellikleri problemleri çözebilir ve geleneksel malzemelerin yakalayamadığı performansları bu nanoparçacıklar sağlayabilir.
Nanoteknoloji araştırmalarının çözümler ve yeni teknikler sağladığı temel alanlardan bazıları atık suyun işlenmesi, atık yönetimi ve arıtılması ( tehlikeli kimyasal ve endüstriyel atıklar özellikle) ve hava filtrelemesi şeklindedir.
İnşaat ve otomotiv ve aerouzay (havacılık) endüstrileri gibi diğer ağır sanayilerde kullanılan nanomalzemeler üretimde kullanılan enerjinin miktarını azaltmak ve daha fazla kaynağı verimli üretmek için daha küçük ve daha güçlü olacaktır. Bu tür endüstrilerin ürünlerinde yer alan akıllı nanoteknoloji bu ürünlerin ömürleri boyunca çevreye olan etkisini azaltmak içinde çalışacaktır.
Sürdürülebilir üretim ve yeşil kimyanın (atık yönünden temiz kimya) ilkelerini nanoteknolojiye uygulamak için çok büyük bir araştırma çabası vardır Bu ilkeler nanomalzemelerin çevreye olan etkilerini minimize edecek yollarla üretilmelerine yardımcı olabilir. Buna ilaveten, nanoteknolojinin anlaşılmasındaki süreçte artan bilgimiz başka alanlarda örneğin düşük enerji tüketimine ve yenilenebilir malzemelerin kullanımına izin veren alanlarda üretim süreçlerinin iyileştirilmesinde kullanılabilir.
Yenilenebilir Enerjide Nanoteknoloji
Nanoteknoloji fosil yakıttan türetilen enerjiden yenilenebilir enerji kaynaklarına olan geçiş sürecinde giderek kritik bir öneme sahip olmaktadır. Özellikle, nanoteknoloji halihazırda daha verimli, ölçeklenebilir ve ucuz güneş pillerinin üretimi ve bakımında rol alıyorken gelecekte organik fotovoltaik ve diğer üçüncü nesil güneş teknolojileri gibi güneş enerjisi devreye girdikçe nanomalzemeler çok da fazla önemli hâle gelecektir.
Yenilenebilir enerji teknolojisinin başka bir önemli sorunu tutarsız yolla enerjinin üretilmesidir, verimli bataryalar güneşli veya rüzgarlı dönemler sırasında üretilen fazla enerjiyi depolamak için gereklidir ve bu bataryalar rüzgar yavaşladığında veya Güneş ışınları azaldığında hâlâ enerji vermeyi sürdürebilmelidir.
Nanoteknoloji bataryalar ve süperkapasitörler gibi enerji depolama teknolojilerinin performansını artırabilir, yüksek kapasiteye, uzun ömürlü enerji depolama aygıtlarının daha ucuz üretilmelerine olanak sağlayabilir.
Sonuç
Nanoteknoloji daha fazla ticarileştikçe, çok güçlü çevreci bir sektör olma potansiyeline de sahip olacaktır. Diğer ürünlerin çevre profili ve üretim süreçleri üzerine nanoteknolojinin etkisi büyüktür ve nanomalzemelerin üretimi de sürdürülebilir üretimin parlayan bir örneği hâline gelebilir.
Yine de dikkat edilmelidir, günün birinde markette veya başka bir yerde karşımıza çıkacak olanın bir nanoteknoloji ürünü (nanoürünü) olduğu söylendiğinde öncelikle onun gerçekten bir nanoteknoloji sürecinden geçip geçmediği doğrulanmalı, böyle bir süreçten geçtiyse denetlemelerinin yapılıp yapılmadığı konusunda şeffaflığa dayalı bilgiler içermelidir. Diğer taraftan, çevreye karışan nanoparçacıkların sonuçlarını tamamen anladığımızdan emin olmalıyız ve bunu atmosfere salınmadan ya da suya karışmadan bilmeliyiz. Böyle durumlarda olası zararları önlemek için tedbirlerin nasıl alınacağını tam olarak bilmeliyiz. İşte bu noktada ülkemiz adına Bilim, Teknoloji ve Sanayi Bakanlığı’na ve ardından bilim insanlarımız ile özel şirketlere çok iş düşüyor!
Gökhan Atmaca, MSc – facebook.com/anadoluca | twitter.com/kuarkatmaca
Nanoölçek Aygıtlar ve Taşıyıcı İletimi Grubu
Kuark Moleküler NanoBilim Araştırma Grubu
Bu yazı, Will Soutter tarafından ele alınan “Is Nanotechnology a Green Industry?” başlıklı yazısı baz alınarak hazırlanmıştır.
