Select Page

Nanoteknoloji I

Nanoteknoloji I

Nanoteknoloji, en az bir boyutu nanometre ile ölçülebilen, moleküler ve atomik ölçekte dizayn edilmiş işlevsel yapıların inşa edilmesi veya kullanılmasıdır. Burada önemli olan nokta, söz konusu yapıların sentetik olması, yani insan eli ile inşa edilmiş olmasıdır. Doğada bulunan atomik ve moleküler yapılar bu tanıma girmezler. Nanoteknolojinin ne kadar küçük olduğunu hayal etmek oldukça zordur. Bir nanometre bir metrenin bir milyarda birine eşittir. İnsan saç telinin ortalama kalınlığı elli bin, bir kâğıdın kalınlığı ise yüz bin nanometredir.

Nanoteknolojinin Tarihçesi

Nanoteknoloji ve nanobilimin temelindeki fikirler ve kavramlar 29 Aralık 1959 yılında Kaliforniya Teknoloji Enstitüsünde (CalTech) Amerikan Fizik Topluluğu (APS) tarafından düzenlenen bir toplantı sırasında, Nobel ödüllü fizikçi Richard Feynman tarafından ortaya konulmuştur. Yaptığı konuşmada Feynman maddeyi atomik seviyede kontrol etmenin muntazam potansiyelinden bahsederek sahip olduğumuz bilginin günden güne bu seviyeye yaklaştığını ifade etmiştir. Nanoteknoloji kelimesi ise bundan yaklaşık on yıl sonra Prof. Norio Taniguchi tarafından icat edilir. Gerçek anlamda modern nanoteknolojinin başlaması ise 1981 yılında atomları görmemizi sağlayan tarama tünelleme mikroskobunun icadı ile gerçekleşmiştir. Milenyum sonrası dünyada ise Nanoteknoloji, en fazla yatırım yapılan alanlardan biri haline gelmiş gibi görünmektedir. ABD Ar-Ge çalışmaları için 2017 Federal Bütçesinde nanoteknolojiye 1.4 milyar Dolar ayırmış, 2001’den bu yana toplam 24 milyar Dolar Ar-Ge faaliyetlerinde kullanılmıştır. Benzer bir şekilde Avrupa Birliği ve Japonya da araştırmalara büyük miktarda kaynak transfer etmektedir. Yüzden fazla akademik enstitü, araştırma tesisi, devlet kurumu nanoteknoloji üzerine çalışma yapmaktadır.

Nanoteknolojinin Uygulama Alanları ve Faydaları

Amerika Ulusal Nanoteknoloji Girişimi’nin kurucusu Mihail C.Roco nanoteknolojinin gelişimini dört nesilde sınıflandırır:

  • Birinci Nesil: Pasif Nanoyapılar, sadece tek bir görevi yerine getirmek için dizayn edilmiş maddeler.
  • İkinci Nesil: Aktif Nanoyapılar, birden fazla görevi yerine getirebilen “Çok-görevli” maddeler.
  • Üçüncü Nesil: Nanosistemler, birbirleri ile iletişim halinde çalışan binlerce farklı maddeden oluşan sistemler.
  • Dördüncü Nesil: Birleşmiş nanosistemler, çok karmaşık görevleri yerine getirebilen iç içe geçmiş nanosistemler.

İnsanlık ise sahip olduğu teknoloji ile şimdilik ikinci nesil nanoyapıları kullanmaktadır. Fakat bu seviyede bile nanoteknoloji birçok farklı endüstri ve teknolojide devrimsel nitelikte ilerlemeler kaydedilmesini sağlamıştır. Bilişim teknolojileri, tıp, çevre bilimleri, güvenlik alanlarındaki gelişmeler buna örnektir.

Elektronik ve IT Alanlarındaki Gelişmeler

Nanoteknoloji daha hızlı, daha küçük, taşınabilir ve daha fazla veri depolayabilen sistemlerin geliştirilmesini sağlayarak bilgisayar ve elektronik teknolojilerindeki başlıca ilerlemelere katkıda bulunmuştur.

  • Transistorlar, bütün modern bilgisayarların çalışmasını sağlayan basit anahtarlar, nanoteknoloji sayesinde gittikçe küçülmektedir. Bu yüzyılın başında bir transistorun boyutu 130 ile 250 nanometre arasında iken 2014 yılında Intel 14 nanometre boyunda bir transistor geliştirmiştir. IBM 2015 yılında ilk 7 nanometre boyunda transistoru yaratmış, Lawrence Berkley Ulusal Laboratuvarı 2016 yılında 1 nanometre büyüklüğünde bir transistoru dünyaya tanıtmıştır. Daha küçük ve daha hızlı transistorlar yakın zamanda bir bilgisayarın tüm belleğinin tek bir küçük çipe yerleştirilmesini sağlayabilir.
  • Esnetilebilen, bükülebilen ve katlanabilen elektronik eşyalar yavaş yavaş hayatımıza girmeye başlamıştır. Esnek telefonlar, katlanabilir elektronik kağıtlar, kıyafetlere dikilebilen fotovoltaikler (ışığı elektrik enerjisine çeviren teknoloji) gibi gelişmelere hayat kalitemizi arttırmaktadır.
  • Şu an piyasadaki çok yüksek çözünürlüklü ekranlar ve televizyonlar sadece birkaç nanometre büyüklüğündeki kuantum noktalarını (QD) kullanarak çok daha canlı renkler verirken daha az enerji tüketmektedir. 

Tıp ve Sağlık Hizmetlerindeki Gelişmeler

Nanoteknoloji şu an sahip olduğumuz tıbbi araçları, bilgiyi ve metotları genişletmekte ve geliştirmektedir. Nanotıp, nanoteknolojinin tıp alanına uygulanması, hastalıkların engellenmesi, teşhis edilmesi ve tedavi edilmesi için kesin sonuçlar sunmaktadır.

  • Altın nanoparçacıklar potansiyel kanser tedavisi olarak klinik olarak araştırılmaktadır.
  • Nanoteknoloji sayesinde yaratılan daha iyi görüntüleme ve teşhis araçları, hastalıkların daha erken teşhis edilmesinin ve kişiselleştirilmiş tedavi seçeneklerinin kullanılmasının yolunu açmaktadır.
  • Nanoteknoloji araştırmacıları gerekli ilacı direk kanserli hücreye vererek sağlıklı dokuya zarar gelmesini engelleyecek nanoparçacıklar geliştirmeye çalışmaktadır. Bu kanser tedavisine yaklaşımımızı değiştireceği gibi kemoterapinin risklerini de ortadan kaldıracaktır.
  • Nanoteknolojininrejeneratif tıp (onarıcı tıp) alanında kullanılmasına yönelik araştırmalar kemik ve sinir dokusu mühendisliği gibi birçok farklı uygulama alanına yayılmıştır. Araştırmacılar, bir gün organ nakli için kullanılacak organları üretebilmek amacı ile karmaşık dokuların üretilmesi üzerine çalışmaktadır.
  • Nanotıp araştırmacıları Nanoteknoloji yolu ile aşıları geliştirmeye çalışmaktadır. İğnesiz aşı sistemleri ve evrensel grip aşısı projeler arasındadır.

 

Kaynak: www.makaleler.com

Yazar hakkında:

Yorum yap

E-posta hesabınız yayımlanmayacak. Gerekli alanlar * ile işaretlenmişlerdir