Nanoteknoloji nedir, nerelerde kullanılır? Nanoteknoloji ürünleri ve projeleri örnekleri

Adını günlük yaşantımızda, internette, filmlerde duyduğumuz terimlerden biri nanoteknolojidir. Nanoteknoloji teknoloji dünyasının en geniş kapsamına sahip buluşlardan biridir. Nanoteknolojinin içerdiği bilim dallarına bakacak olursak; yer bilimi, organik kimya, moleküler biyoloji, yarı iletken fiziği, mikrofabrikasyon gibi bilim alanları karşımıza çıkmaktadır.

NANOTEKNOLOJİ NEDİR?

Maddenin atomik, moleküler ayrıca supramoleküler seviyede kontrolüne nanoteknoloji denir. Yani makroölçek ürünlerinin imalatı için atomların ve moleküllerin kontrolünün belirli bir amacını ifade etmektedir. Bu tanım, nanoteknolojinin bugün moleküler nanoteknoloji olarak bahsedilen en eski ve yaygın tanımı olarak bilinmektedir. National Nanotechnology Initiative tarafından nanoteknolojinin genel tanımı yapılmıştır. National Nanotechnology Initiative, nanoteknolijiyi en az bir boyutunun büyüklüğü 1'den 100 nanometreye kadar olan maddenin kontrolü olarak tanımlamıştır. Ülkeler nanoteknoloji araştırmaları için milyarlarca dolar yatırım yapmışlardır. Nanoteknolojinin ne kadar büyük olduğunu tanımlamak için; yer bilimi, organik kimya, moleküler biyoloji, yarı iletken fiziği, mikrofabrikasyon gibi bilim alanlarını içerdiğini söyleyebiliriz.

NANOTEKNOLOJİ ÖZELLİKLERİ

• Bugün tam ve yüksek performanslı ürünler yapmak için geliştirilen araçlar ve teknikleri kullanarak maddeleri aşağıdan yukarıya oluşturmada tahmini gücü ifade eder.
• Nanoteknoloji, fonksiyonel sistemlerin moleküler ölçekte mühendisliğidir.
• Bir nanometre (nm), metrenin milyarda biri, ya da 10-9 katıdır.
• bir DNA çift sarmalı yaklaşık 2 nm çapa sahiptir
• Tipik karbon-karbon bağ uzunluğu ya da bir moleküldeki atomların arasındaki boşluk 0.12–0.15 nm arasında değişiklik gösterir.
• En küçük hücresel yaşam formları, Mikoplazma familyasının bakterileri, yaklaşık 200 nm uzunluğundadır.
• Nanoteknoloji 1'den 100'e ölçü aralığı olarak alınmaktadır.
• Nanoteknolojide iki ana yaklaşım kullanılmaktadır. "Aşağıdan yukarı ve Yukarıdan aşağı" yaklaşımıdır.
• Sistemin büyüklüğü azaldıkça bazı olaylar belirgin hale gelmektedir.

NANOTEKNOLOJİ NERELERDE KULLANILIR?

Nanoteknolojinin alanı oldukça geniştir ve teknolojinin gelişmesi ile beraber daha da gelişmektedir. Günümüzde nanoteknoloji; fizik, kimya, biyoloji, bilgisayar, malzeme bilimi, elektronik gibi alanlarda kullanılmaktadır. Bunun yanında, tıp alanında da oldukça çarpıcı gelişmelere imkan sağlamaktadır. Büyük sanayilerde üretim kısmında oldukça kolaylıklar sağlanmaktadır. Gelişen fikirler sayesinde nanoteknoloji hayatımızın bir çok alanına dahil olacağı kesin gibi gözüküyor. Nanomateryallerin üretimi ile birlikte çok daha dayanıklı ulaşım araçları ve kirlenmeyen, paslanmayan eşyalar hatta kendi kendini temizleyen giysiler üretilebilecektir.

• Nanoelektronik ve Bilgisayar Teknolojisi
• Havacılık ve Uzay Çalışmaları
• Tıp ve Sağlık
• Çevre ve Enerji
• Biyoloji ve Tarım
• Bilim ve Eğitim

NANOTEKNOLOJİ ÜRÜNLERİ

Nanoteknoloji ürünleri için örnekler verebiliriz. Bilgisayar, tablet, gözlük, telefon ekranları, kamera lensleri, cam yüzeylerde toz veya su tutmayan, yansıma önleyici, kendisini temizleme özelliği olan ürünler, ultraviyole korumalı ve buhardan etkilenmeyen ürünler, çizilmeye karşı dayanıklı olan ürünler diyebiliriz. Ayrıca nanoteknoloji sayesinde arabalar, trenler, kamyonlar, gemiler, uçaklar ve her türlü araçlar için oldukça fazla yakıt tasarrufu sağlamaktadır.

NANOTEKNOLOJİ PROJELERİ

Nanoelektronik ve Bilgisayar Teknolojisi

Nano ölçekte elektronik devre elemanlarının üretilmesi düşünülüyor. Günümüzde artık birçok teknolojin ürün küçültülmeye çalışılmaktadır. Yakın gelecekte bilgisayarların mimari tasarımında da değişiklikler meydana gelecektir. Nano ölçekteki devre elemanları daha az enerji ile üretildiğinden, bu bilgisayarlar daha küçük, hız ve kapasite bakımından daha büyük olacaklardır.

Havacılık ve Uzay Çalışmaları

Nano yapılı malzemeler daha hafif, daha sağlam, sıcağa karşı daha dayanıklıdır. Bu da roket ve uzay istasyonlarının yapımında önemli yarar sağlayacaktır.

• Az enerji gerektiren,
• Radyasyona karşı dayanıklı,
• Yüksek verimli bilgisayarların yapımı mikroölçekteki uzay araçlarında kullanılabilecek nano ölçekte aletler,
• Nano yapılı algılayıcılar,
• Nano elektronik ile desteklenen uçuş sistemleri yapımı,
• Isıya dayanıklı nano yapılı kaplama malzemeleri olabilir.

Tıp ve Sağlık

Proteinler, protein kompleksleri, dokular, kromozomlar, lipitler, karbonhidratlar, nano ölçekteki malzemeler, hastalıkların teşhisi ve tedavisinde yeni yöntemler geliştirilecektir. Bu sayede hasar görmüş sinir hücreleri onarılabilecek, hastalıklı yapılar yok edilebilecektir.

Çevre ve Enerji

Geleceğin sorunları içerisinde en temel birinci sırada enerji, dördüncü sırada çevre yer alacağı tahmin edilmektedir. Nanoteknolojinin, enerjinin verimli kullanılmasında, depolanmasında ve üretilmesinde uygulama alanları olduğu için bu alanda gelecek yeniliklerin habercisidir. Nanoteknolojik olarak üretilen otomobilleri ele alırsak, daha az yakıt harcayacağı için çevreyi az kirletecek ve ekonomik olacaktır. H depolama ile hidrojen enerjisiyle çalışan otomobilleri düşünürsek, sonucunda da çevre dostu yakıt tüketimi gerçekleşecektir. Nano filtreler sayesinde, temiz su edilmesi mümkün olabilecektir.

Biyoloji ve Tarım

Biyosentezleme ve biyoişleme gibi çalışmalar yeni kimyasal ve ecza malzemeleri elde edebiliriz. Tarımda ise örneğin; bitkileri böceklere karşı korumak için moleküler seviyede kimyasalların geliştirilmesi, hayvanlar ve bitkilerin genlerinin, hayvanlar için ilaçların, DNA testleri için nanoölçekte kontrol yöntemlerinin geliştirilmesi sağlanabilir.