NANOTEKNOLOJİNİN RENKLİ DÜNYASI

NANOTEKNOLOJİNİN RENKLİ DÜNYASI Konuşmacı: Melis Yurttagül Tarih: 31.03.2009 Yer: Atılım Üniversitesi Seyhan Cengiz Turhan Konferans Salonu Sunucu: Değerli Hocalarım, Sevgili Arkadaşlar, hepiniz hoş geldiniz. Atılım Üniversitesi Malzeme Mühendisliği Öğrenci topluluğu olarak 2008 2009 bahar döneminde Melis Yurttagül ü Nanoteknolojinin Renkli Dünyası adlı bir konuşma yapmak için davet ettik. Melis Yurttagül ün kısa bir özgeçmişini okumak istiyorum. 1995 te TED Ankara Koleji nden mezun olan Yurttagül 99 yılında Ortadoğu Teknik Üniversitesi Kimya Bölümünü bitirdi. Aynı yıl Ortadoğu Teknik Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Biyoteknoloji Yüksek Lisans programına başladı. Biyokimya, Mikrobiyoloji, Biyomalzeme, Biyoteknoloji, popülasyon genetiği konularında yüksek lisans tezlerini tamamladıktan sonra tez aşamasında aktif iş hayatına atılmak üzere yüksek lisans çalışmalarına ara verdi. Haziran 1999, Eylül 2000 yılları arasında Hollanda sanayi kuruluşunda Türkiye Ortadoğu ve Doğu Avrupa Pazar geliştirme mühendisi olarak görev yaptıktan sonra Eylül 2000, Nisan 2004 tarihleri arasında Bilkent Holding Tepe Betopan Yapı Malzemeleri şirketinde üretim planlama ve Ar-ge mühendisi olarak çalıştı. Mayıs 2004 ten buyana TÜBİTAK Avrupa Birliği çerçeve programları ulusal koordinasyonluğu yapmaktadır. AB 6. Çerçeve programında gıda kalitesi ve güvenliği, hobi etkinlikleri ulusal irtibat noktası asistanı, AB ortak araştırma merkezleri ulusal irtibat noktası olarak yer aldıktan sonra AB 7. Çerçeve programında nanobilimler, nanoteknolojiler ve bilimler ve üretim teknolojileri ulusal irtibat noktası olarak görev yapmaktadır. Konuşmasına başlamak üzere Sayın Melis Yurttagül ü sahneye davet ediyorum. Melis Yurttagül: Melis Yurttagül TÜBİTAK tan geliyorum. Çerçeve Programları AB nin araştırma ve geliştirme programlarını dağıttığı bir program. 7. çerçeve programında nanobilimler, teknolojiler ve malzemeler, üretim teknolojileri bu üç konu da birbiriyle çok ilgili oldukları için aynı alanda ve o alanın ulusal irtibat noktası olarak görev yapıyorum. Nanoteknolojinin hayatımıza neler katabileceğini ve neleri değiştirdiğini anlatacağım. Aslında nano bir ölçek, nanoteknoloji de o ölçek de geliştirilen teknolojiler anlamına geliyor, bu yüzden çok disiplinli; belirli bir disiplini hedeflemiyor. Sadece ölçeği işaret ediyor. Milyarda 1 demek ve milyarda 1 ölçekle çalışıyor. Atomlarla ve onların dizilişleriyle onları manipüle ederek çalışarak ürünlerde tekniklerde yenilik yaratmak yepyeni ihtiyaca uygun tekniklere uygun ürünler geliştirmek anlamına geliyor. Yan tarafta nano ölçeğinin milyarda 1 m nin ne kadar küçük ve ne kadar önemli olduğunu görüyoruz. Kırmızı hücreler alyuvarlar biraz aşağıya indiğimiz zaman DNA ın çapına kadar inebiliyoruz. DNA nın çapı nano ölçek oluyor. O yüzden aslında nanoteknoloji son zamanlarda duyduğumuz yeni bir şey ama aslında bundan önce yapılan DNA çalışmaları gen çalışmaları moleküler seviyede yapılan çalışmaların hepsi nanoteknolojidir. Sadece bu aralar popüler olmuştur. Nanoteknolojiyi anlatırken mutlaka Richard Feynman ı belirtmek gerekir. 1

Milyar $ Çünkü ilk monoküler seviyede çalışan nanoteknoloji çalışmaları yapan bilim adamıdır. 1918 de doğmuş, MIT den fizik lisansı var fizikçi. 1942 de Amerika da Manhattan Projesi nde yer almış. 1959 da çok önemli bütün bilim camiasının bildiği bir konuşma yapıyor ve orada çok büyük ansiklopedilerce bilgiyi çok küçük malzemelere sığdırabileceğimizden, o zamanlarda ilk o konuşmayı yaptığı zaman hayal gibi gelen kendi kendini temizleyen kıyafetlerden ve başka birtakım şeylerden bahsediyor. 1959 da yaptığı konuşma son derece ünlüdür ve nanoteknolojinin de kamuya sunulması gibi görülür. 1965 te de Quantum electrospinning alanında Nobel ödülü almıştır. Bir diğer nanoteknolojiyi telaffuz eden bilim adamı Eric Drexler yine MIT den mühendislik derecesi var. 1974 1979 yılları arasında Japonya daki meslektaşlarıyla birlikte nanoteknoloji terimini kullanan ilk bilim adamıdır. 2005 yılında Nanorex Firması na geçti özel bir şirkette çalışıyor. Nanoteknolojinin gelişimi aslında bizim monokülleri inceleyebilmemizle başlıyor. 1981 de STM ilk geliştirildiği zaman 1986 da AFM geliştirildiği zaman biz artık atomların dizilişlerini şekillerini o şekillerinden kaynaklanan birtakım elektriksel özellikleri görebiliyoruz ve bunları manipüle etme çabasına giriyoruz. Ve nanoteknoloji ondan sonra gelişiyor. 1990 larda C-nanotüpler çıkıyor. Nanoteknoloji kadar Multi disiplinler bir sürü alana C-nanotüplerin uygulamaları üzerine konuşuluyor ve görüşülüyor. Daha sonra da 2000 lerde de Amerika nın bu teknolojiye bu çalışmalara çok büyük önem vermesi çok büyük fayda görmesi ve ulusal nanoteknoloji girişimini başlatması ve yapılan çalışmalara çok büyük fonlar aktarmasıyla bütün dünyada nanoteknoloji son derece popüler oluyor. Aslında daha öncede söylediğim gibi eskiden beri yapıla gelen çalışmalar yeni araçlarla yeni mikroskoplarla, yeni bulunan cihazlarla inanılmaz şeyler yapılabiliyor ve sonuçları da çok etkili olabiliyor. Nanoteknoloji 0,1 ve 100 nm arasında çalışılan bütün dünyada kabul edilen 0,1 ve 100 nm arasında yapılan araştırmalara nanoteknolojik araştırmalar deniliyor. Bir üstü de çok eski olan mikroteknoloji ve mikro dünya. Peki, niçin nanoteknolojiye bu kadar önem veriliyor. Ülkemizde de son zamanlarda çok büyük yatırımlar yapıldı. DPT merkezli çok büyük araştırma merkezleri kuruldu ve kurulmaya da devam ediyor. Niçin nanoteknoloji bu kadar önemli çünkü hem ABD de hem Avrupa Birliği nde endüstri için araştırmalar yapan, endüstri için öngörüler yapma görevindeki konseyler önümüzdeki yıllarda nanoteknoloji araştırmalarıyla oluşturulan ürünlerin Pazar payının çok yüksek olacağını ön görüyorlar. Nanoteknoloji Niçin Önemlidir? Burada Avrupa komisyonunun 2006 da yaptırdığı bir çalışmayı görüyoruz. Pazar payının 2014 2015 yıllarında bundan çok sonra değil bir beş altı yıl içerisinde Pazar payının 2500 milyar dolar 2,5 trilyon dolarlık bir Pazar payını kontrol edeceğini öngörüyor. Amerika da aynı şekilde bunu öngörüyor. Hatta Rusya nın da bu şekilde çalışmaları var. Ülkemizde de son zamanlarda DPT destekli altyapıların kurulması ve hocalarımızın bu araştırmalara ağırlık vermesi ile nanoteknoloji çalışmaları ilerlemiş durumda, nanoteknoloji her 2

sektörde; malzeme sektöründe, biyomedikalde, ilaç sektöründe, inşaat sektöründe, elektronik sektöründe, tekstilde çok büyük ve yıkıcı teknolojiler üretebilir. O şekilde ürettiğiniz ürünler ondan önce aynı amaçta kullanılan ürünleri tedavülden kaldırabilir. Bilmem hatırlar mısınız eskiden floppy diskler kullanırdık küçük bizden önce onların kocamanını kullanıyorlarmış. Şimdi cdler var flash memory var. Gelecekte kim bilir ne olacak? Ama bu ürünlerin her biri çıktığı zaman bir öncekini tedavülden kaldırdı. Floppy disk üreten bir şirketin şuanda iş yapmasına neredeyse imkan yok. Nanoteknoloji söz konusu olduğu zaman bunun her sektörde bu şekilde olması öngörülüyor. Ortaya çok genişmiş bir ürün sunduğunuz zaman ondan önceki ürünlerin tedavülden kalkması planlanıyor. Tabii ki bu bir endüstri savaşı ve rekabet gücü savaşı hangi ülke hangi coğrafya bu şekilde markalar ortaya çıkartırsa endüstrileri kalkınacak ülke daha zengin olacak vatandaşların refah seviyesi biraz daha artacak. O yüzden nanoteknoloji çalışmaları son derece önemli. Genç araştırmacıların nanoteknoloji çalışmalarına eğilmesi bu yüzden son derece önemli. Ana başlıklarda söylemek gerekirse nanoteknoloji çalışmaları tıp ve sağlık sektörü özellikle ilaç malzeme ve imalat sektörü, elektronik ve bilgisayar teknolojileri, havacılık ve uzay araştırmaları, çevre, enerji, biyoteknoloji, tarım biyoteknolojisi ve savunma sektöründe son derece yaygın. aslında nanoteknolojik ürünler. Bu yine komisyonun nanoteknolojiyi yaygınlaştırmak için yaptırdığı bir resim. Burada tam 12 tane nanoteknolojik ürünü görüyoruz. Geliştirilen ürünler bizim hayatımızın bir parçası oluyorlar biz fark etmesek de. Nanoteknolojiyi en çok kullanan şirketler şuanda dünya çapında Loreal. Yani alınan yüz kremleri, revitaliftler, derma genesis veya güneş kremleri bunların hepsi Nanobiyoteknoloji ve nanotıp ın sağlık sektöründe hastalıkların teşhisinde, ilaç sistemlerinde, yeni ilaçlar geliştirilmesinde, tedavide yapay organlar üretilmesinde yenilikçi vücuda uygun implantlar geliştirilmesinde nanoteknolojinin çok büyük önemi var. Bu resimde damarın içerisinde kolesterolü teşhis eden küçük bir cihaz var. Bu şekilde vatandaşların da refah seviyesi özellikle sağlıkta yapılan çalışmalar, hastalıkların önlenmesinde, önceden teşhis konulmasında ve refah seviyesinin artmasında çok büyük önem taşıyor. Yine sentetik beyaz kan hücresi sanırım bu yapılmış bir şey. Kontrollü ilaç salım sistemleri yani sadece tek doz alıyorsunuz sadece bir sefer alıyorsunuz o 3

kendi kendine belirli sürelerde ilacı vücudunuza salıyor veya hastalık ortaya çıktığı zaman da kendi kendine vücudunuza bırakan ilaçlar oluyor veya vücudunuzda belirli bir bölgeye özellikle kanser tedavisinde son derece kemoterapi de çok önemli olabilir. Ama kanserli bölgeye sadece ilacın gittiği ilaçlar yapabiliyoruz nanoteknoloji ile. Bu araştırmalardan bir tanesi de İhsan Hocanın araştırması; bir tane de Türkiye den örnek koymak istedim. C-Nanotüpler Çelikten 10 kat daha güçlü ve 6 kat daha hafif yapılar Karbon nanotüpler çelikten 10 kat daha güçlü ve 6 kat daha hafif yapılar. Bu özellikleri hem çok güçlü olmaları hem hafif olmaları bize inanılmaz avantaj sağlıyor. Basit olarak kristal örgülü karbon atomlarının oluşturduğu silindirik yapılar. Basit olarak kristal grafiklerden oluşan örgülü karbon atomlarının oluşturduğu silindirik yapılar. Burada karbon atomlarını birer birer yerleştirerek veya şekillerini kolay manipüle ederek istediğiniz şekilde C-Nanotüpler Nanotüpler, kristal grafitlerden oluşan hegzagonal örgüdeki karbon atomlarının oluşturduğu silindirik yapılardır. ve özellikte moleküler yapılar oluşturabiliyoruz. Bir sürü sektörde de uygulamaları var. Hidrojen depolama da geleceğin hidrojenle çalışan arabalarını özellikle Japonlar yapmaya çalışıyorlar ve sanıyorum belirli bir yıla kadar bütün araçların hücrelerle çalışacak gibi bir hedefleri de var. Geleceğin hidrojenle çalışan arabalarını yapmada yine nanoteknolojiyle bizlere fayda sağlıyor. En popüler ve halkın en çok duymaya alışık olduğu su ve kir tutmayan yüzeyler, çizilmeye karşı parlak boyalar. Türkiye de bir şirketin yaptığı kendi kendine temizleyen boya bu tamamen Türkiye de geliştirilmiş bir nanoteknoloji çalışması olan bir üründür. Kir tutmayan kolay temizlenen aynalar ve camlar, klimalar. Şimdi neredeyse bütün hastanelerin klimaları bu şekilde nano filtreli. Denizcilik için yosun ve deniz hayvanlarının tutunamayacağı boyalar ve yüzeyler bunları da özellikle Avrupa ülkeleri 4

çok hırslı bir şekilde çalışıyorlar. Tekstilde çok büyük uygulamaları var. Özellikle teknik tekstilde terin emilip vücudun kuru kalmasını sağlayan, su tutmayan, ıslanmayan istemediğinde renk değiştiren vücudu zararlı ışınlardan koruyan güneş enerjisinden elektrik üreterek yazın soğutan, kışın ısıtabilen giysiler yapılma çalışmaları sürüyor. Bu su itme su tutmama özelliğinde. Fotonik; boyutları 1 100 nm arasında değişen nanoyapıların ışıkla etkileşimini inceleyen bilim dalı olarak tanımlanabilir. Nanoteknolojik ölçekle çalışıldığı zaman başına hep nano getiriyoruz, biyoteknolojide de nanobiyoteknoloji, botanik nanobotanik. Nanofotonik kristaller, nanoplazmonik yapılar ve nano-metamalzemeler, nanofotoniğin günümüzde en yoğun biçimde çalışılan dalları ve bizim ülkemizde de en yoğun çalışılan alanı nanoteknolojinin ve nanofotonik kristaller aracılığıyla bilginin optik olarak taşınması ve bilgisayarların çok daha hızlı çalışılması planlanıyor. Aynı şekilde internet hızının çok daha fazla artması planlanıyor. Dvd lerin kapasitelerini bin kat daha artırılması hedefleniyor. Tekstil Burada da birtakım örneklerimiz var. Molekülerden en küçük Türk bayrağı yapılmıştı. Yine moleküllerden araba yapılması veya Feynman ın 1959 da yaptığı konuşmada söylediği gibi 120 bin cilt kitabın sadece küçük ince bir kütüphane kartına yazılabilmesi. Değişik giysiler ihtiyaçlara göre hastalara veya yaşlılara giydirilebilecek çok ince hafif fiberler üzerinde ışık ısı titreşim algılayıcıları olan kıyafetler yapılabilmesi. Tabii ki savunma sektöründe inanılmaz uygulamaları var. Askerlerin kıyafetleri, başlıkları, gözlükleri bu malzemelerden inanılmaz bir avantaj elde edilebilir savunma sektöründe. En son iki yılda bir yapılabilen Avrupa nın en büyük nano etkinliği EuroNano Forum 2009 aktarmak istiyorum Prag da yapılacak. 5 8 Haziran 2009 iki yılda bir Avrupa daki tüm büyük şirketler otomotiv sektöründen çok büyük kozmetik sektörlerine kadar bütün endüstriyel kuruluşlar büyük araştırma kuruluşlarıyla birlikte iki yıla bir bu Avrupa nın en büyük nanoteknoloji etkinliğini düzenliyorlar. Bu sene 2009 Çek Cumhuriyeti nde Prag da. Soru: Metal malzemelerdeki nano malzemelerle ilgili bir şey söyleme imkanınız var mı acaba? Dinleyici: Nano kaplama metaller var, nanodesen de deniliyor nanopaten de deniliyor. Bu doku integrasyonunu sağlamak için daha çok çalışmalar mevcut. 5

M:Y: Biz onu üstün körü geçtik detayına inmedik. Soru: Nanofiltreden söz ettiniz kendi kendini temizleyen maddeler, onları yapan Türk firmalar var mı Türkiye de? M:Y: Evet bunu bir Türk firma bir Türk üniversiteyle gerçekleştiriyor. Ama öyle bir şirket yok araştırmaları yapılıyor. Soru: Türkiye nin nanoteknolojideki yeri nedir? Melis Yurttagül: Aslında bizim görevimiz Türkiye deki nanoteknoloji kapasitesini inceleyip bu kapasiteyi Avrupa daki kapasiteyle bir araya getirmek gücünü biraz daha arttırsın diye. Bizim araştırma bakımından bilim adamları, bilim insanları bakımından hiçbir geride kalır yanımız yok çok iyi hocalarımız var, yapılan çok ileri araştırmalar var. Bunu yurtdışında yaptıkları sunumlarda da görüyoruz. Son derece etkileyici sunumlar yapılan araştırmalar güzel ancak yavaş yavaş yeni yüksek lisans programları da açılıyor nanoteknoloji konusunda bizim tahminimiz son üç dört yıla kadar son derece yaygın olacak. Her üniversite bir yüksek lisans programı olacak ya da araştırma merkezi olacak nanoteknoloji adı geçen ancak her araştırmada her konuda olduğu gibi mutlaka sanayinin birazcık desteği gerekiyor. Sanayinin birazcık talep etmesi gerekiyor. Yapılan bu araştırmaların Türkiye deki sanayi kuruluşları tarafından değerlendirip dünyaya satılması gerekiyor. Bizim ülkemizde yapılan bu araştırmalara karşın o kadar iyi markalar o kadar iyi ürünler maalesef çıkmıyor. Endüstri kapasitemiz biraz düşük ama araştırma konusunda herhangi bir eksiğimiz altyapılar konusunda da eksiğimiz olabilir onu da DPT nin yaptığı yatırımlarla DPT nin yaptığı projelerle kapatmaya çalışıyoruz. Soru: Bu alandaki toplam araştırma bütçemizle ilgili bilgi verebilir misiniz acaba? Melis Yurttagül: O kadar zor ki hocam. TÜBİTAK konulara göre bütçe ayırmıyor. TÜBİTAK ın Türkiye de yapılacak araştırma geliştirme çalışmaları için belirli bir fonu var. Ama bunları konulara göre dağıtmıyor şu kadarı orman, veterinerlik çalışmalarına; bu kadarı mühendislik araştırmalarına diye bir ayrım yok o yüzden Türkiye nanoteknoloji çalışmalarına bu kadar para ayrılmıştır diye bir şey baştan belli olmadığı için yok. Mevcut yürüyen projeler onların büyüklükleri belli Melis Yurttagül: Öyle bir çalışma da yapılmadı ama bizim temel birimler araştırma grubumuzda ve mühendislik araştırmalarını ayırt etmek son derece uzmanlık isteyen bir şey böyle bir çalışma yapmadık TÜBİTAK ın projelerde hangileri nanoteknoloji çalışmalarıdır böyle bir çalışma yapmadık. Soru: UNAM vardı açılalı sanırım üç dört yıl oluyor. Yalnız bugüne kadar bir gelişme duymadım. Yoksa gizli çalışmalar mı yürütülüyor? Bilkent te yapılan nanoteknoloji nano tr 3 tü galiba ona katılmıştım. Orada bahsediliyordu yeni malzemeler alınacak diye bugüne kadar herhangi bir haber alamadım, herhangi bir bilgi de edinemedim orayla ilgili. 6

Melis Yurttagül: Devletin oraya ciddi bir yatırımı oldu. Orası ülke adına da aslında kuruldu DPT nin çok büyük bir ülke yatırımı büyük bir kaynağı orada duruyor. Çokta ciddi alt yapıları var. Gerçekten çok güzel cihazları çok güzel malzemeleri var. Yurt dışında doktorasını tamamlamış genç araştırmacılar var. Sanıyorum yapılanma konusunda henüz çalışmalar tamamlanmadı. En kısa zamanda onlar yapılanmalarını tamamlayıp yeni ses getirecek araştırmalar çıkartacaklar diye tahmin ediyorum. Dinleyici: Ulusalcı bir proje devlet desteği ile yapılıyor. Elemanlar alındı yurtdışında çalışmış veya burada çalışmış oraya gönderdiğimiz bende zamanında birkaç tane sunumlarını izlemiştim. Artık izlemiyoruz çünkü burada da slaytlarda gördüğümüz gibi yurt dışında yapılan çalışmalar sürekli gösteriliyor orada üretilen bir şey henüz daha yok tabii çok yeni bunlar zaman içinde olacak şeyler, dolayısıyla hemen üç yıl oldu kurulalı niye hala bir şey yok demek biraz haksızlık olur. Bu tabii bir bilgi üretimidir bir süreçtir. Belki 10 yıl sonra, belki 3 ay sonra bir şeyler olur. Melis Yurttagül: Bizimle tüm sorularınız için iletişime geçebilirsiniz ama özellikle bu alanda malzeme, nanoteknoloji gibi yurtdışında doktora programı, burs programı bulmak istiyorsanız yüksek lisans çalışmalarınızı orada yapıp mutlaka onu Türkiye ye geri dönmek istiyorsanız. Bizimle iletişim kurabilirsiniz. Ben Avrupa Komisyonu nun nanoteknolojiyi anlatabilmek için özellikle üniversite öğrencilerini nanoteknolojiyi anlatabilmek için hazırlattığı bir film var. Şimdi o filmi göstermek istiyorum. (videodan izleyebilirsiniz 29:52. dakikada) 7