KĐMYA ALANINDA NANOTEKNOLOJĐ UYGULAMALARI



Benzer belgeler
Ürün için bütün bir parçadan işe başlama

Erciyes Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Malzeme Bilimi ve Mühendisliği Bölümü

Malzeme Bilimi ve Mühendisliği. h$p://

NANOTEKNOLOJİ. NANOTEKNOLOJİ anlamını herhangi bir fiziksel büyüklüğün bir milyarda biri anlamına gelen NANO kavramından almaktadır.

NANOTEKNOLOJİ YÜKSEK LİSANS PROGRAMI

Kozmetik Ürünlerde Nanoteknoloji Kullanımı

MALZEME BİLGİSİ DERS 2 DR. FATİH AY. fatihay@fatihay.net

FEN-EDEBİYAT FAKÜLTESİ

FZM 220. Malzeme Bilimine Giriş

Nanoteknoloji ve Tarımda Uygulama Olanakları

KÜÇÜK TEKNOLOJİNİN BÜYÜK VAATLERİ

KİM 458 Biyoteknolojinin Temelleri. Nanobiyoteknoloji. Prof. Dr. Y. Murat ELÇİN

NANOTEKNOLOJİ: BEKLENENEN SANAYİ DEVRİMİ Profesör Dr Salim Çıracı Ulusal Nanoteknoloji Araştırma Merkezi Müdürü Bilkent Üniversitesi

FEN-EDEBİYAT FAKÜLTESİ

Malzeme Bilimi ve Malzemelerin Sınıflandırılması

DOKUZ EYLÜL ÜNİVERSİTESİ HAZIRLAYANLAR TEKSTİL FİZİĞİ DERSİ ÖDEVİ ATOMİK KUVVET MİKROSKOBU

MMM 2011 Malzeme Bilgisi

KOMPOZİTLER Sakarya Üniversitesi İnşaat Mühendisliği

Metalurji ve Malzeme Mühendisliği nden Beklentiler

Malzeme ve Metalurji Mühendisliği Eğitimi için Lisans Programı Oluşturulması ve İyileştirilmesi. Servet Turan, Anadolu Üniversitesi

TEMİZ SU KRİZİYLE YÜZLEŞME

Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Bölümü

Mühendislik ve Mimarlık Fakültesi MALZEME BİLİMİ VE MÜHENDİSLİĞİ

PLASTİK YOLCU UÇAĞI GERÇEKTEN PLASTİK Mİ?

SAĞLIK SEKTÖRÜ RAPORU

New Developments in Nanotechnology in Engineering Applications

NANO TEKNOLOJİ İLE YAPILMIŞ LED Lİ AMPÜLLER. Coşkun İŞÇİ *

KAUÇUK VE KAUÇUK ÜRÜNLERİ SEKTÖRÜ

BÜLENT ECEVİT ÜNİVERSİTESİ Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Bölümü. facebook.com/groups/beunmetalurji

1.ÜNİTE:KİMYA BİLİMİ KİMYA NE İŞE YARAR? KİMYA DİSİPLİNLERİ KİMYANIN BAŞLICA UYGULAMA ALANLARI

Yalova Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Polimer Mühendisliği Bölümü. Polimer Nedir?

Biyolojide Nanoteknoloji

Mühendislik Fakültesi Elektrik-Elektronik Mühendisliği Bölümü. Biyomedikal Anabilim Dalı

SIRADAK BÜYÜK BULU ASLINDA ÇOK KÜÇÜK

BİLİMLERİN BULUŞMA NOKTASI: NANOTEKNOLOJİYE KISA BİR BAKIŞ

10/12/2015 NANOTEKNOLOJİ

FİZ 101 Fizik I Autumn 7. KİM 101 Kimya I Autumn 5. Malzeme Bilimi ve Mühendisliğine Giriş MSE 115. Autumn 4. İNG 101 Akademik İngilizce I Autumn 3

Doç. Dr. Özlem Esen KARTAL (A Şubesi) Yrd. Doç. Dr. Adil KOÇ (B Şubesi) :16:57 1

KİMYANIN UĞRAŞI ALANLARI NELER KAZANACAĞIZ

Yenilikçi Nano Teknolojisi ile Tam Koruma

MEKATRONİĞİN TEMELLERİ

Eğitim Öğretim Yılı Güz ve Bahar Dönemi Muhtemel Bitirme Çalışması Konuları. Tasarım Projesi Konusu Bitirme Çalışması Konusu Özel Koşullar

2/13/2018 MALZEMELERİN GRUPLANDIRILMASI

GÜZ DÖNEMİ KİMYA A.B.D YÜKSEK LİSANS VE DOKTORA DERS PROGRAMI

NANOTEKNOLOJİ HIZLI GELİŞİYOR

7. Sınıf Fen ve Teknoloji Dersi 4. Ünite: Madde ve Yapısı Konu: Elementler ve Sembolleri

TEKNOLOJİ VE TASARIM DERSİ

Malzeme Bilimi ve Mühendisliği Eğitiminde Nanoteknolojinin Yeri

Fikri Mülkiyetin Ticarileştirilmesinde Mevcut Uygulamalar. 19 Ekim 2016

CEPHE KAPLAMA MALZEMESİ OLARAK AHŞAPTA ORTAM NEMİNİN ETKİSİ

2016 MÜFREDATI MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ / ENDÜSTRİYEL TASARIM MÜHENDİSLİĞİ EĞİTİM PLANI. Ders Kodu Ders Adı (Türkçe) Müf.No T P K AKTS Tip Op.

2014 MÜFREDATI MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ / ENDÜSTRİYEL TASARIM MÜHENDİSLİĞİ EĞİTİM PLANI. Ders Kodu Ders Adı (Türkçe) Müf.No T P K AKTS Tip Op.

BİYOLOJİDE NANOTEKNOLOJİ

MALZEME BİLİMİ. Malzeme Bilimine Giriş

prorange TM MaxiCut CutTech teknoloji platformu

NANOTEKNOLOJĐ VE TIP ALANINDA UYGULAMALARI

MALZEME BİLİMİ. Difüzyon

GAZİ ÜNİVERSİTESİ FEN FAKÜLTESİ KİMYA BÖLÜMÜ

Kimya Mühendisi Kimdir?

Laboratuar ve Atölye Listesi. Hizmet Verdiği Eğitim Araştırma Birimlerinin Adları

2013 MÜFREDATI MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ / ENDÜSTRİYEL TASARIM MÜHENDİSLİĞİ EĞİTİM PLANI. Ders Kodu Ders Adı (Türkçe) Müf.No T P K AKTS Tip Op.

SAĞLIKTA NANOTEKNOLOJİ

CETP KOMPOZİTLERİN DELİNMELERİNDEKİ İTME KUVVETİNİN ANFIS İLE MODELLENMESİ MURAT KOYUNBAKAN ALİ ÜNÜVAR OKAN DEMİR

ÇANAKKALE ONSEKİZ MART ÜNİVERSİTESİ FEN-EDEBİYAT FAKÜLTESİ KİMYA BÖLÜMÜ ÇANAKKALE

PÜSKÜRTME ŞEKİLLENDİRME (SPRAY FORMING / SPRAY DEPOSITION)

TÜBİTAK'tan kimyasal silaha karşı büyük buluş

Gıda Mühendisliğine Giriş. Ders-2

YAPI MALZEMESİ Anabilim Dalı

KARABÜK ÜNİVERSİTESİ BİYOMEDİKAL MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ

HYDROTERMAL YÖNTEMİYLE NİKEL FERRİT NANOPARTİKÜLLERİN SENTEZİ VE KARAKTERİZASYONU

MaxiFlex. prorange TM. Ultimate TM. MaxiFlex Ultimate

İTÜ ve YENİLENEN AR GE YAPILANMASI. Prof. Dr. Mehmet Sabri ÇELİK

Bor Strong. Nano Teknoloji Ürünü. Dizel LPG. Benzinli

INSA 283 MALZEME BİLİMİ. Giriş

DÜNYADA VE TÜRKİYE DE BOYA SEKTÖRÜ

ERCİYES ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ ENERJİ SİSTEMLERİ MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ ENERJİ SİSTEMLERİ MÜHENDİSLİĞİ LABORATUARI

Biyomühendislik nedir?

Mühendislik Fakültelerinde Araştırma Süreçlerinin Teknoloji Transferi Ekosistemine Katkıları

Lab Cihazları Dersi Çalışma Soruları

NECMETTİN ERBAKAN ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ MAKİNE MÜHENDİSLİĞİ ANA BİLİM DALI BAŞKANLIĞINA KONYA

İçindekiler VII. Ön söz Çeviri editörünün ön sözü Teşekkür XV XIX XXI. I. Kısım Su teminine giriş

KİR TUTMAYAN LOTUS-NANO CAM KAPLAMALAR

ALIŞILMAMIŞ ÜRETİM YÖNTEMLERİ

HİDROKSİAPATİT NANOPARÇACIKLARININ SENTEZİ

Biyoloji = Canlı Bilimi. Biyoloji iki ana bölümden oluşur:

Doğal Bileşikler ve Yeni İlaçların Keşfindeki Önemi

T.C. BÜLENT ECEVİT ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ METALURJİ VE MALZEME MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ

A.Ü. GAMA MYO. Elektrik ve Enerji Bölümü GÜNEŞ ENERJİSİ İLE ELEKTRİK ÜRETİMİ 5. HAFTA

Paslanmaz Çelik Gövde. Yalıtım Sargısı. Katalizör Yüzey Tabakası. Egzoz Emisyonları: Su Karbondioksit Azot

tarih ve 389 sayılı Eğitim Komisyonu Kararı Ek-2 ( düzeltilen tablo )

MaxiCut. prorange TM. MaxiCut

MMM291 MALZEME BİLİMİ

T.C. ANADOLU ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ ÖĞRETİM YILINDAN BAŞLAYARAK GEÇERLİ YÜKSEK LİSANS PROGRAMLARI ZORUNLU DERSLERİ

Sistem Donanım Metal : Başlıca Faliyet / Üretim Konuları. Çelik Izgara

NANOTEKNOLOJİ VE ÇİFT DUVARLI KARBON NANOTÜPLERİN İNCELENMESİ. YÜKSEK LİSANS TEZİ Burcu KUTUCU. Anabilim Dalı : İnşaat Mühendisliği

Karadeniz Teknik Üniversitesi (KTÜ) Orman Fakültesi nce yürütülen proje kapsamında çok katlı ahşap yapıların depreme karşı dayanıklılığı

Yrd. Doç. Dr. FİLİZ ALTAY

İleri Elektronik Uygulamaları Hata Analizi

Elektroflokülasyon Elektrokoagülasyon tekniği 1940 yılından bu yana bilinen ve sanayide kullanılan bir teknolojidir.

Üç farklı malzeme türünden imal edilen ve günlük haya6a sıkça karşılaş9ğımız ürünlerden biri, gazlı içecek kaplarıdır. Gazlı içecekler alüminyum

Transkript:

MYO-ÖS 2010- Ulusal Meslek Yüksekokulları Öğrenci Sempozyumu 21-22 EKĐM 2010-DÜZCE KĐMYA ALANINDA NANOTEKNOLOJĐ UYGULAMALARI Mustafa ERAT 1, Hülya ÖZTÜRK DOĞAN 1, Gamze ÇĐLOĞLU 1, Fatma FĐDAN 1, Hilal CENGĐZ 1 1 Erzurum Meslek Yüksekokulu Atatürk Üniversitesi - ERZURUM eratm@atauni.edu.tr hdogan@atauni.edu.tr gamzeciloglu@hotmail.com fatma_fidan_25@hotmail.com ÖZET Yunanca kökenli nano kelimesi cüce anlamına gelse de, kelime anlamı olarak herhangi bir ölçünün milyarda biri anlamındadır. Maddeler üzerinde 100 nanometre ölçeğinden küçük boyutlarda gerçekleştirilen işleme, ölçüm, modelleme ve düzenleme gibi çalışmalar nanoteknoloji çalışmaları olarak nitelenir. Her geçen gün daha küçük ölçülere inebilmek için çalışmalar artmaktadır. Daha küçük ölçüler daha az alanda daha çok işlem kapasitesi sağladığı için oldukça fazla araştırma alanı bulmuştur. Bu çalışma kapsamında kimya alanında nanoteknojinin uygulamaları araştırılacaktır. Anahtar Kelimeler: Nanoteknoloji; Kimya. 1.GĐRĐŞ Bir nanometre, milimetrenin milyonda biridir. Nanometre, bir başka ifadeyle, insan saçının çapının yüz binde biri büyüklüğündedir. Nano değeri, maddenin atomdan önceki mertebesini gösteriyor. Nanometre terimi, antik Yunanca'da 'cüce' anlamına gelen 'nano' kökünden geliyor. Nanoteknoloji'nin bir başka tanımıysa, üretilmek istenen maddenin, atomlarından başlayarak yapılmasıdır. Doğadaki bütün maddeler atomlardan oluştuğundan, atomları hareket ettirtebilecek boyutlarda aletler geliştirilebildiği takdirde, doğadaki atomik dizilim taklit edilerek her şey kopyalanabiliyor. Çünkü maddeleri farklı kılan; en küçük birim olan atomların dizilişindeki çeşitlilik. Atomları hareket ettirebilecek bir teknoloji de bu çeşitliliğe bir ölçüde ulaşılabiliyor. Nanobilim çok küçük boyutlarda ortaya çıkan bu yeni davranışları kuantum kuramı yardımıyla anlamamızı sağlıyor. Kömür ve elması örnek vererek açıklarsak, aralarında tek fark karbon atomunun uzaydaki dizilişidir. Eğer materyalleri atomik düzeyde değiştirmemizi sağlayacak bir teknoloji düşünürsek nanoteknolojinin önemini daha iyi kavrayabiliriz. Malzemelerin sürtünme, yapışma, suyu sevme ya da sevmeme, biyolojik etkileşim ve benzeri "Yüzey Özellikleri" tamamen nanometre boyutlarındaki en üst katmanların kimyasal kompozisyonu ve morfolojisi tarafından belirlenir. Dolayısıyla bu yüzey özelliklerinin kontrollü ve akıllı bir şekilde kullanımı da tabii ki nanoteknolojiden geçmektedir. Malzemenin büyüklüğü, nanometre ölçütlerine inince, kuantum davranışları, bilinen klasik davranışların yerine almaktadır. Şöyle ki, mevcut nanoyapıya 'yabancı bir atomun' yapışması, elektronik özellikleri değiştirmektedir. Örneğin elektrik iletkenliğini, fark edilebilir şekilde değiştirmektedir. Bu yabancı atom, geçiş elementi olduğunda, yapıştığı bir nanoyapıya, manyetik özellikler kazandırabilmektedir. Kısacası, bir nanoyapının fiziksel özellikleri, bağ yapısı ve dolayısı ile dayanıklılığı, onun büyüklüğüne ve boyutuna bağlı olarak önemli değişimler gösterebilmektedir. 1

Nanomalzemelerin olağanüstü özellikleri, hemen hemen her alanda; savunma sanayinde, tekstilde, otomotiv sanayinde, inşaatta, yeni tedavi yöntemlerinde ve ilaç sanayinde devrim yaratacaktır. Sürtünmesiz yüzeyler sayesinde, taşıtlarda, motor yağı değiştirme sorunu ortadan kalkabilecektir. Kir tutmayan kumaşlar, belki çamaşır makinelerini ortadan kaldırabilecektir. Binalardaki betonarme kolonların kesitleri, küçülüp elastik özellikler kazanacaktır. Bu sayede de depremler, binaları daha az tahrib edecektir. Nanoyapı içeren doğadan bir örnek Lotus bitkisinin yaprağıdır. Lotus yaprağının yüzeyinde bulunan mikron ve nano seviyesindeki çukur ve tepecikli yapılar sayesinde, bitkinin yaprakları kesinlikle ıslanmamaktadır. Su damlacıkları, yaprağın toprağa doğru eğimli şekli sayesinde, toprağa doğru kayarken üzerindeki çamuru, küçük böcekleri ve diğer kirlilikleri de beraberinde taşımaktadır. Bu sayede, Lotus bitkisi, çamurlu nehirlerde ve göllerde yetişmesine rağmen yaprakları oldukça temizdir. Şekil 1. Lotus çiçeğinin yaprağındaki su damlasının görüntüsü. Nano bilimiyle uğraşan bilim adamları da, Lotus yaprağının bu özelliğini taklit etmektedir. Böylece boyaların, kumaşların ve diğer pek çok yüzeyin, hem kuru kalması, hem de kendi kendini temizlemesi için yeni yöntemler geliştirmektedirler. Bu amaçla da, yüzeyler ya florlu ya da silikon içeren bileşiklerle işleme tabi tutulmaktadır. Ayrıca bu bitkiden yola çıkılarak evlerin dış cephe boyamaları da nanoyapılar içeren boyalar ile olmaktadır. Yakın bir geçmişte, Massachusetts Teknoloji Enstitüsü'ndeki (MĐT) bilim adamları, camlarda oluşan buğulanmanın önüne geçebilmek için, şeffaf bir kaplama geliştirdiler. Bu kaplama, küçük cam parçacıkları olan silis nano parçalardan ve polimerden oluşmaktadır. Buğulanma, binlerce çok küçük su damlasının, cam ve benzeri yüzeyler üzerinde yoğunlaşmasıyla oluşmaktadır. Bu damlalar, ışığı bir çeşit filtreleyerek, yüzeyin yarı şeffaf bir görüntü kazanmasını sağlamaktadır. Kaplama içindeki nano parçacıklar, su parçacıklarının cam yüzeyinden, yuvarlanıp uzaklaşmasını sağlayarak, buğulanmanın oluşumunu engellemektedir. 2

2. DENEYSEL veya TEORĐK ÇALIŞMA 2.1. Nanoteknolojinin Amaçları Nanoteknolojinin amaçlarını kısaca şöyle özetleyebiliriz: *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. Bu amaçlar doğrultusunda nannoteknoloji fizik, kimya, biyoloji, sağlık, malzeme bilimi, elektronik, tekstil vb gibi bütün bilimlerin içerisinde yer almıştır. Nanoteknolojinin ortaya çıkışını, 1959 yılında fizikçi Richard Feynman ın malzeme ve cihazların moleküler boyutlarda üretilmesi ile başarılabilecekler üzerine yapmış olduğu There's Plenty of Room at the Bottom ( aşağıda daha çok yer var ) başlıklı ünlü konuşmasına kadar dayandırabiliriz. Nanoteknolojinin önemini 2000'li yıllarda insanlar geriye dönüp baktıklarında neden 1960'lara kadar bu konu ile ilgili ciddi çalışmaların başlamadığını merak edecekler sözleriyle açıklayan Feynman, minyatürize edilmiş enstrümanlar ile nanoyapıların ölçülebileceği ve yeni amaçlar doğrultusunda kullanılabileceğinin altını çizmiştir. 80'lerde uygun mikroskopların geliştirilmesi konusu araştırılmıştır. Araştırmacıların daha küçük boyutlarda çalışmaya başlamasıyla birlikte birçok problem de ortaya çıkmaya başlamıştır. 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. 90 larda fullerenekarbon nano tüpler geliştirilmiştir. 1990 ların başında Rice Üniversitesinde Richard Smalley öncülüğündeki araştırmacılar 60 karbon atomunun simetrik biçimde sıralanmasıyla elde edilen futbol topu şeklindeki fullerene molekülleri geliştirildi. 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 Japon NEC firması araştırmacılarından birinin, Sumio Iijima nın, karbon nano tüpleri bulduğunu duyurdu. Karbon nano tüpler, fullerene molekülünün esnetilmiş bir şekli olup benzer şekilde önemli özelliklere sahipti; çelikten 100 kat daha güçlü ve ağırlığı çeliğin ağırlığının 6 da 1 i kadardı. 2000 li yıllara gelindiği zaman artık tüm dünyada nanoteknolojinin önemi anlaşılmaya başlanmış ve bu konu üzerindeki çalışmalara ciddi bütçeler ve projeler ayrılmıştır. 1999 yılında ABD de Bill Clinton hükümeti nanoteknoloji alanında yürütülen araştırma, geliştirme ve ticarileştirme faaliyetlerinin hızını artırma amacını taşıyan ilk resmi hükümet programını, Ulusal Nano Teknoloji Adımını (National Nanotechnology Initiative) başlattı. 2001 yılında Avrupa Birliği, Çerçeve Programına nanoteknoloji çalışmalarını öncelikli alan olarak dâhil etti. Japonya, Tayvan, Singapur, Çin, 3

Đsrail ve Đsviçre benzer programlar başlatarak 21. yüzyılın ilk küresel teknoloji yarışında önlerde yer almak için çalışmalarına hız verdi. Nanoteknoloji konusunda özellikle 21.yüzyılın başlarında daha çok araştırma gerçekleştirilmiş ve dünya çapında gelişmeler sağlanmıştır. Bu gelişmelerin yıllara göre tablo olarak gösterimi Tablo 1 de verilmiştir [1]. Tablo 1. Yıllara göre nanoteknoloji alanında dünya çapında ve Türkiye de gerçekleştirilmiş gelişmeler. Yıl Yapılan çalışmalar Çalışmaların resimleri 1995 Dünyanın en küçük fotonik kristali 1996 Dünyanın en küçük mikrofonu 1998 Dünyanın en hızlı foto dedektörü 2000 Dünyanın ilk fotonik kristal temelli dalga kılavuzu 2002 Dünyanın en hassas morötesi fotodedektörü 2003 Işığın ters kırınımının ilk defa deneysel olarak gösterimi 2004 Türkiye de ilk defa nitrat tabanlı epitaksiyel yarıiletken malzemelerin büyütülmesi 2005 Dünyanın en küçük bileşik metamalzemesi 2005 Türkiye de üretilen ilk mavi led 2006 Dünyanın ilk AlGaN yüksek kazançlı fotodedektörü 2006 Dünyanın ilk 3 boyutlu malzemesi 2006 100 GHz de solak karakter gösteren ilk bileşik metamalzemenin gösterimi 2007 Türkiye nin ilk GaN tabanlı yüksek güç transistörü 2009 Uydu iletişiminde kullanılacak GaN tabanlı yüksek güç transistörlerine sahip MMIC devrelerinin geliştirilmesi 2.2. Nanoteknolojinin Kullanım Alanları Nanoteknoloji günümüzde hemen hemen her alanda uygulama yeri bulmuştur. Bu alanları kimya, endüstri ve tıp gibi temel başlıklar altında özetleyebiliriz. Kimya alanında nanoteknoloji uygulamaları daha çok analitik kimya ve biyokimya alanlarında kendini 4

göstermektedir. Kimyasal tepkimelerin kontrolü, kinetiği, akıllı moleküllerle kimyasal tepkimelerin yönlendirilmesi, biyokatalitik (enzimatik) olayların yönlendirilmesi, kristal düzeni, kristal yapı hataları ve bunlardan yararlanma, yüzey kimyası ve yüzeyin araştırılması, bu tekniklere uygun analiz ve kontrol tekniklerinin geliştirilmesi çağımız kimyacılarını nanoteknolojiye yönelmeye zorlamıştır. Üniversitelerin kimya bölümlerinde son zamanlarda nanoteknoloji konusunda ciddi bir bilimsel araştırma payı ayrılmaktadır. Bilimsel Araştırmalarda, yüzey karakterizasyonu ve modifikasyonu, mikroorganizmaların taşınması, DNA modifikasyonu vb. gibi konular daha popüler olmaktadır. Endüstriyel alanda çoğunlukla teknolojik materyallerin geliştirilmesinde kullanılmaktadır. Endüstriyel ekipmanların daha küçük boyutlara indirilmesi ile uygulamada daha az yer kaplaması ve daha çok talep görmesi mümkündür. Endüstriyelde nanoteknoloji mikrosensörlerin, mikromakinaların, optoelektronik elemanların imalatı ve uygun şekilde bir araya getirilmesi konularıyla ilgilenir. Nanoteknolojinin bir başka uygulama alanı ise tıp alanıdır. Tıp alanında nanoteknoloji konuları hastalıkların tanılarının konulmasını kolaylaştırmakta ve var olan bir hastalığın tedavisini bireye daha az sağlık açısından zarar vererek gerçekleştirmektedir. Medikal alanda kullanılışıyla ilgili; mikro cerrahi (göz, beyin vb.), diagnostik kitler ve kanser tedavileri örnek verilebilir. 2.2.1. Nanobiyoteknoloji Nanoteknoloji ile biyoteknolojinin birlikte gelişmesi ve moleküler biyoloji alanındaki çok hızlı bilgi birikiminin bu iki gelişen alanı beslemesiyle ortaya nanobiyoteknoloji araştırma alanı çıkmıştır. Bu sayede bugüne kadar mümkün olmayan tanı ve terapötik uygulamalar da artık insanda kullanıma yönelik daha etkin antikanser, anti-enfeksiyon ve anti-allerjik tedavileri geliştirmek için nanobiyoteknoloji alanında araştırma yapmakta olan bilim insanlarınca geliştirilmeye başlanmıştır. Nanoimplantlardan akıllı ilaç salım sistemlerine, nanobiyomakinalardan, biyoinformatik ve genomik uygulamalar için DNA çiplerinin nanofabrikasyonuna, mezenkimal kök hücre bazlı organ mühendisliği uygulamalarından, monoklonal antikorlar ve DNA kökenli ligantların nanogörüntüleme amaçlı kuantum noktacıklarıyla birlikte kullanımlarını da kapsayan geniş bir yelpazede 8 araştırma grubunun katkılarıyla nanobiyoteknoloji araştırma grubu UNAM içerisinde çok kritik bir rol oynamaktadır. 2.2.2. Nanoelektronik Yarıiletken teknolojisi ve evlerimizde kullandığımız bilgisayarlar büyük oranda silisyum transistörlerden ve mantık elemanlarından oluşur. Bir mantık kapısı açılıp kapandığında milyonlarca elektron yer değiştirerek sinyalin işlenmesini sağlar. Çalışma voltajı (birkaç volt) ve geçen akım (mikroamper civarında) bir işlemi mikrowatt güç harcayarak yapmamızı sağlar. Güç harcamayı veya hızı etkileyen en önemli faktörlerden birisi aygıtın kapasitansı (sığası) dır. Aygıt küçüldükçe sığa küçülür ve daha az akımla daha hızlı çalışabilir. Neden transistörler olduklarından daha fazla küçültülemez sorusu aklımıza gelebilir. Bunun sebeplerinden birisi, boyut küçüldükçe kuantum etkilerinin devreye girmesi ve aygıtın çalışma prensibinin farklılaşmasıdır. Malzeme özellikleri küçük boyutta değişmektedir. Nanotransistörlerde, milyonlarca elektron yerine tek bir elektronun hareketi ile bilgi işleme 5

gerçekleştirilebilir. Bu da enerjiden büyük oranda tasarruf etmeyi mümkün kılar. Buna ek olarak küçük olduğu için milyarlarca transistör bir santimetre kareye sığdırılabilir ve daha hızlı çalıştırılabilir. 2.2.3. Nanofotonik Fotonik kristaller, dielektrik veya metalik malzemelerin, bir-, iki-, veya üç-boyutta periyodik olarak düzenlenmesiyle elde edilir. Đçerisinde farklı dalga boylarını barındıran bir ışık demeti, fotonik kristaller üzerine düşürüldüğünde, belirli dalga boyu aralığındaki ışık, kristal içerisine girememekte ve fotonik kristal yüzeyinden tamamen geri yansımaktadır. Ayrıca, ışığın fotonik kristal fiberler içerisinde hapsedilerek ilerlemesinin sağlanmasıyla, kanserli dokuların vücut içerisinde lazerle yakılarak yok edilmesinden, fiber tabanlı lazerlere kadar bir çok yeni uygulama sahaları açılmıştır. 2.2.4. Nanoyapılar ile kaplanmış yüzeyler Yüzeylerin alışıla gelenden farklı karakterleri bazen bilim ve teknolojinin yararına kullanılabilirken, üstün katalitik özellikleri gibi, diğer yönden de son derece yıkıcı ve aşılması güç sorunlar olarak ekonominin ve endüstrinin önüne çıkabilmektedir. Buna en canlı örnek olarak birbirleriyle etkileşimde olan hareketli iki yüzeyin aşınması, sürtünmenin yol açtığı aşırı ısınma, oksidasyon ve korozyona dayalı olarak malzemelerin bozunması gösterilebilir. Koruyucu kaplama teknolojisi, yüzeylerin korunması ve bozunmanın önlenmesi için geliştirilen yöntemlerden en basitidir. Bozunmaya dayanıklı bir malzemenin iki boyutlu ince tabaka halinde korunması gereken yüzeylerin üzerine kaplanması sureti ile yeni ve daha dayanıklı bir yüzey elde edilmesidir. Metal yüzeylerin korozyona karşı boyanması, bakır tencerelerin kalaylanması, veya alüminyum yüzeylerin anodizasyonu gibi işlemler bu tekniğin en basit ve yaygın örnekleri olarak gösterilebilir. Günümüzde yüksek teknolojinin girdiği alanlar genişledikçe yüzey sorununun bir yüzü olan aşınmaya dayanıklılık ve sert kaplamalar konusu gittikçe önem kazanmaktadır. Texas Üniversitesi nde, nanoteknoloji kullanılarak, karbon nanotüplerinden saydam, esnek ve dayanıklı bir levha üretilmiştir. Grafitin, bal peteğini andıran atom düzleminin, bir silindir üzerine hiçbir kusur oluşturmadan kesiksiz olarak sıralanmış bir şekli olan karbon nanotüpleri; elektrik iletkenliği, esneklik, saydamlık ve dayanıklılık gibi özellikleri olan mükemmel bir yapıdadır. Bu levha, aynı ağırlıktaki çelik levhadan çok daha dayanıklıdır. Karbon nanotüpleri o kadar küçüktür ki, bunların trilyonlarcası bir araya getirilerek ancak geniş çelik yüzey veya ip gibi işe yarar bir nesne yapılabilmektedir. Dayanıklılık, esneklik gibi fizikî ve kimyevî özellikleri yanında, dış veya iç cidarlarına atom veya molekülleri soğuracak özellikler taşıması, karbon nanotüplerini daha kullanışlı hâle getirmektedir. Karbon nanotüpleri kullanılarak üretilen bu levhalar, ışık yayan organik ekran, gürültüsüz elektronik sensör, sentetik kas ve yüzeylerde desen oluşturma gibi birçok alanda kullanılabilecektir [2]. 2.3. Türkiye de Nanoteknoloji Nanoteknoloji çalışmaları, ülkemizde 2005 yılından bu yana devlet tarafından desteklenmeye başlandı. Devlet Planlama Teşkilatı 2005 yılında, Bilkent Üniversitesi nde ulusal bir nanoteknoloji merkezinin kurulmasına karar verdi. Đlk etapta 11 milyon TL kaynak aktardı. Bu kaynaklarla 2007 yılında Ulusal Nano Teknoloji Merkezi (UNAM) 5000 m 2 bir binada 100 milyon TL harcama ile hizmete açılmıştır [3]. 6

Orta Doğu Teknik Üniversitesi'nden (ODTÜ) Prof. Dr. Levent Toppare ve çalışma grubu cep telefonu, televizyon, elektronik gazete gibi görüntü cihazlarının ekranlarının plastik malzemeyle ucuza üretilmesini sağlayacak yeni bir madde geliştirmişlerdir. Yeşil renk oluşturulamadığı için bugüne kadar kullanılamayan plastik malzemeler, ODTÜ'deki "devrim" niteliği taşıyan son gelişmeyle kullanılabilir hale gelmiştir. Dr. Gürsel Sönmez tarafından ABD'de gerçekleştirilen ve çığır açan çalışma ilk indirgenmiş halinde yeşil renkli polimerin sentezi ve elektrokromik özelliklerini içermekteydi. Fakat bu polimerin yükseltgenmiş hali kahverengi olduğu için görüntü cihazlarında kullanılamıyordu. Toppare nin bilim dünyasına katkısı, dünyada ilk defa indirgenmiş halde yeşil, yükseltgenmiş halde şeffaf polimerin sentezlenebilmiş olmasıdır. Ayrıca bu malzeme bazı organik çözücülerde çözülebilir hale de getirilmiştir. Dolayısıyla her türlü boyutta elektrokromik cihaz yapma olanağı ortaya çıkmıştır. Böylece görüntü cihazları bükülebilen, esnek yapıya kavuşturulabileceği, ısı ve ışık yalıtımında kullanılan akıllı camlarda da bu malzemelerin kullanılabileceği belirtilmektedir [4]. Türkiye de nanoteknoloji konusunda kimya alanını da içine alan üç önemli buluş gerçekleştirilmiştir. Đlk olarak Çanakkale Onsekiz Mart Üniversitesi (ÇOMÜ) Kimya Bölümü Öğretim Üyesi Doç. Dr. Nurettin Şahiner, yerüstü ve yeraltı sularının kirlenmesine neden olan siyanür gibi toksik metalleri temizleyebilen, çok küçük boyutta parçacık ürettiklerini açıklamıştır. Nanopartikül denilen, gözle görülemeyen boyutta üretilen parçacıklarla sudaki ve çözelti halindeki topraktaki uranyumu temizleyerek bu çalışmanın uluslararası geçerliliği olan patent belgesini aldıklarını belirtmiştir. Đkinci olarak, Yıldız Teknik Üniversitesi Elektrik Elektronik Mühendisliği öğrencilerinin ürettiği robot, gökdelenlerde insana gerek duymadan camları siliyor. Prof. Galip Cansever liderliğindeki grubun geliştirdiği cam temizleyici robot, yüksek binalar için güvenli ve ekonomik olma özelliği taşımaktadır. Son olarak da ODTÜ Öğretim Üyesi Prof. Dr. Nevzat Gençer, bir yıldır TÜBĐTAK ın desteğiyle "dokunmasız" yöntemlerle dokuların görüntülenmesine yönelik bir proje üzerinde çalıştıklarını belirterek cihazla vücudun herhangi bir bölgesindeki farklılaşma olan dokuları saptayabilmeyi hedeflediklerini söyledi [5]. Türkiye de nanoteknoloji çalışmalarının yapıldığı yerlerden biri GYTE (Gebze Yüksek Teknoloji Enstitüsü) dir. GYTE de nanoteknoloji metal araştırmaları, nanoteknoloji cam, seramik ve plastik araştırmaları, nanoyapısal kaplamalar gibi konular çalışılmaktadır [6]. 3.SONUÇLAR VE ÖNERĐLER Kimya alanında yapılacak gelişmeler diğer bilimlere alt yapı oluşturabilecek konulardır. Kimya yaşamımızın her alanında uygulama alanına sahip olduğu için disiplinler arası çalışmalara uyarlanabilmesi kolaylığı vardır. Ancak kimya doğru amaçlar doğrultusunda kullanıldığı sürece faydalı olmaktadır. Kimya savaş gibi kötü amaçlarda kullanılmamalıdır. Atom bombasının yarattığı olumsuz etkiler bugün bile kendisini göstermektedir. Bu nedenle kimyayı ve nanoteknolojiyi tehlikeli silahlara çevirmemeliyiz. Nanoteknoloji devriminin insanlığın yakın geleceğinde yaratacağı değişiklik sadece ana hatları ile tahmin edilebilir. Öyle görünmektedir ki, nanoteknoloji önümüzdeki birkaç on yıl içinde uygarlığa damgasını vuracak ve bu gelişmelere hazırlık açısından zayıf ve güçlü ülkeler arasındaki fark artacaktır. Ulusal güvenliğimiz için tek yol bu teknolojiye hazırlıklı olmak ve bu tür konularda hem temel bilimler açısından hem de teknolojik olarak ön sıralarda yer almaktır. 7

Türkiye açısından nanoteknoloji gelişimine bakıldığı zaman umutsuz olunmamalı ve yeni bilim akımlarının desteklenmesi sağlanmalıdır. Bilimsel projelerde nanoteknoloji alanlarının öncelikli olmasına çalışılmalıdır. Türkiye de nanoteknoloji araştırmaları diğer ülkelere göre biraz daha geç başlamış olsa da nanoteknoloji konusunu büyük bir deniz gibi düşünebiliriz. Bu deniz içerisinde herkesin payına düşecek bir su damlası vardır. 4.KAYNAKLAR [1] http://www.nanotam.bilkent.edu.tr/tr/main.html [2] Nanotube water doesn t freeze - even at hundreds of degrees below zero Argonne National Lab. by Evelyn Brown [3] http://www.imed.org.tr/imed/haber.asp?haber_id=47 [4] http://www.milliyet.com.tr/odtu--plastik-ekran-i-buldu/yasam [5] http://arama.hurriyet.com.tr/arsivnews.aspx?id=8720262 [6] http://80.251.40.59/eng.ankara.edu.tr/ycenger/bitirme%20tezi-nanoteknoloji.htm 8