Daha Fazlası

    Nanoteknoloji Nedir?

    Nanoteknoloji Nedir?

    Nanoteknoloji atom ve molekül boyutlarında, yani nano ölçüde maddenin anlaşılması ve kontrol edilmesidir. Yunanca ‘cüce’ anlamına gelen nano aslında bir ölçü birimidir. Nano, metrenin milyarda biri büyüklüğüne denk gelmektedir, yani nano dediğimizde çok çok küçük maddelerden bahsediyoruz. Nanoteknoloji kendi boyutlarında görüntüleme, ölçüm yapma, modelleme ve maddeyi yönetmeyi içerir. Bilim insanları nano ölçüdeki maddelerle çalışarak ve maddenin temel bileşenlerinin davranışlarını keşfedip öğrenerek, bunu teknolojiyi geliştirecek yönde kullanıp nanoteknolojiyi oluştururlar.

    Nanokablolardaki elektronların hareket simülasyonu, Fotoğraf: Eric Heller Galerisi

    Nanoteknolojinin Tanımlanması 

    İlk olarak 1974 yılında Japonya Bilim Üniversitesi’nde profesörlük yapan Norio Taniguchi tarafından tanımlanmıştır. Norio Taniguchi bu ilk tanımı nanometre düzeninde kontrolü ele alan ince film biriktirme gibi yarı-iletken süreçleri açıklamak için kullanmıştır. Bu tanım ‘ Nanoteknoloji temel olarak malzemelerin bir atom veya bir molekül tarafından ayrılması, birleştirilmesi ve deformasyonun işlenmesinden oluşur’ der. Taniguchi’nin  tanımı günümüzde hala doğru kabul edilmektedir.

    Nanoteknolojiyi anlayabilmek için yapılacak tanımlarda dikkat edilmesi gereken birkaç husus vardır. Öncelikle bilmeliyiz ki eğer nanoteknolojiden bahsedeceksek 1 ile 100 nm (nanometre) arası bir boyut söz konusu olacaktır. Bu boyut sınırlandırması (1-100 nm) boyuta bağlı kuantum etkilerinin ortaya çıktığı alandır. Dikkat edilmesi gereken bir diğer kriter ise nanoteknoloji ile üretilen nano-yapıların sentetik, yani insan yapımı olduğunu kabul etmektir. Bu kabulün yapılmasının sebebi doğal olarak oluşmuş molekül ve parçacıkları, sentetik olarak nanoteknoloji ile üretilmiş olanlardan ayırmaktır. Bu ayrım yapılmadığı takdirde kimya ve biyoloji gibi temel bilimleri baştan tanımlamak gerekebilir.

    Nanoteknolojinin Zaman İçinde Gelişimi

    Nanoteknolojinin geçmişine baktığımızda, 4. yüzyıla kadar uzanan bir tarihçesi olduğunu görebiliriz. Eski çağlarda nanoteknoloji, zanaatkarların deneysel olarak malzemeleri kullanıp biçimlendirmesine dayanmaktaydı. Bu yöntemlerden en yaygın olanı yüksek ısı kullanımıydı.

    Modern çağ öncesi nanoteknolojiye ‘Lycurgus Kupası’ güzel bir örnektir. 4. Yüzyıldan kalma bu kupa dikroik cam kullanılarak yapılmıştır. Camdaki gümüş ve altın dışarıdan yakıldığında opak yeşil, içeriden yakıldığında opak kırmızı gözükmektedir.

    Lycurgus Kupası

    9-17. yüzyıllar arasında önce İslam dünyasında, daha sonra da Avrupa’da kullanılmış olan parlak seramiklerde ise altın, gümüş ve çeşitli metalik nanoparçacıklar bulunmuştur. Bunun yanı sıra Avrupa’daki katedrallerdeki camların boyanmasında kullanılan nanoparçacıklar sayesinde fotokatalitik hava temizleyicileri gibi davrandıkları bilinmektedir.

    Modern çağda ise 1857 ‘de Michael Faraday, uygun aydınlatma ile nanoyapılı altının farklı renkli çözümler üreten kolloidal yakut altını keşfetmiştir.

    1947 yılında John Bardeen, William Shockley ve Walter Brattain yarı-iletken transistörü keşfederek  bugün kullandığımız elektronik cihazların temelini atmış oldular. Bugün kullandığımız akıllı telefonlarda, tabletlerde, akıllı saatlerde tırnağımızın ucu büyüklüğünde temeli 1947’de atılmış bu transistörler bulunmaktadır.

    Bit Transistör Örneği

    1951 senesinde Erwin Müller iyon mikroskobunu kullanarak keskin bir metalin ucundaki atomların düzenini görüntülemeyi keşfetti ve ilk olarak tungsten atomlarını görüntüledi.

    1981’de Gerd Binnig ve Heinrich Rohrer ‘taramalı tünelleme mikroskobu’nu icat ederek ilk defa atomların tek tek görülebilmesini sağlamışlardır. Bu buluşları ile 1986’da Nobel Ödülü’nü kazanmışlardır.

    Taramalı Tünelleme Mikroskobu

    Nanoteknolojinin tarihine baktığımızda daha birçok çalışma ve buluş bulmamız mümkündür. Bu çalışmalar çeşitli labaratuvarlarda, çeşitli üniversitelerde farklı çalışma başlıkları altında devam etmektedir. Nanoteknoloji ve nanobilim çok çeşitli alanlarda uygulamaları olan bir alan olduğundan endüstriyel ve askeri olarak gelişmek isteyen devletler bu konuya ciddi yatırımlar yapmaktadır. 1970-2012 tarihleri arasında en çok bilimsel yayın yapan organizayson, 29.591 yayın ile Çin Bilim Akademisi olmuştur. Rusya Bilim Akademisi ise 12.543 yayın ile Çin’i takip etmektedir.

    1970-2011 tarihleri arasında nanoteknoloji alanında en çok patent alan ülke ise 2578 patent ile Samsung Elektronik, Güney Kore olmuştur. 1490 patent ile Japonya bu listede ikinci sırada yer almaktadır.

    Yapay altıgen nano malzemenin yapısı. Nanoteknoloji kavramı. Döngü animasyonu.

    Nanoteknolojinin Geleceği

    Her ne kadar ‘taramalı tünelleme mikroskobu’ icat edilene kadar nanoteknoloji tam anlamı ile başlamamış olsa da nano-parçacıklar yüzyıllardır kullanılmaktadır. Bu nedenle modern nanoteknoloji ve nanobilim çok yeni olmasına rağmen oldukça gelecek vadeden bir alandır. Çünkü atomik boyutta çalışılıyor olunsa da geniş bir çalışma alanı mevcuttur. Dünyadaki her şey atomlardan oluşmaktadır; nanoteknoloji ve nanobilim ise bireysel olarak atom ve molekülleri görüp, kontrol etmeyi mümkün kılar. Bu da hayatımızı geliştirmek için nanoteknolojiyi oldukça önemli bir konuma taşır.

    Nanoteknoloji medikal ve sağlık uygulamaları, enerji uygulamaları, elektronik ve bilişim teknolojileri gibi alanlarda fayda sağlamaktadır.  Öyle ki nanoteknoloji ile mevcut endüstriyel sistem maddenin nano-ölçekte sergilediği kuantum ve yüzey fenomenlerinden verimli şekilde yaralanılarak geliştirilmektedir. Böylelikle verimli ve daha  ucuz üretim olağan kılınmaktadır.

    Yazan: Elif IŞIK

    Kaynak*

    Kaynak**

    Kaynak***

    Kaynak****

    Kaynak*****

    Kaynak******

    YouTube Kanalımız

    Elif Işık
    17 Eylül 1998 tarihinde İstanbul Kadıköy'de doğdum. İlkokula Çakmak İlköğretim Okulu'nda başladım. Lise eğitimimi Atakent Anadolu Lisesi'nde bitirdikten sonra, İstanbul Üniversitesi Fizik Bölümü'nü kazandım. Üniversiteye başladığım ilk sene İngilizce hazırlık okudum. Şimdi ise fizik bölümü üçüncü sınıf öğrencisi olarak eğitim hayatıma devam etmekteyim.

    Popüler Yazılar

    İlgili Yazılar

    Leave a reply

    Please enter your comment!
    Please enter your name here

    %d blogcu bunu beğendi: