Nanoteknoloji Faydaları

NANOTEKNOJİ

Nanoteknoloji Nedir?

"Nano" Yunancadan ve Latinceden alınmış bir sözcüktür ve anlamı cüce demektir. Ayrıca kısaltma olarak milyarda bir olarak da kullanılır. Buna göre nano metrik sistemin içinde bir metrenin milyarda biri veya bir milimetrenin milyonda biridir.

Maddelere, milimetrenin milyonda biri büyüklüğündeki yapılara inerek yeni sentez özellikleri kazandıran nanoteknoloji, yakın gelecekte tüm dünyanın sanayi kollarına ve insan hayatının her yönüne yön verecek. Nano Teknoloji, Atom ve molekül ölçeğinde özel yöntem ve tekniklerle yapıların, materyallerin ve araçların inşa edilmesini; bu ölçekte ölçme, tahmin etme, izleme ve yapım faaliyetlerinde bulunmayı ve bu ölçeğin bazı temel özelliklerinden yararlanma kabiliyetini ifade eder.

Bilgi teknolojileri ve internet geleneksel-kurulu piyasalarda ve mevcut teknolojik altyapı içerisinde yaşamımızı değiştiren uygulamalara sahne olmuştur. Nano teknoloji kullandığımız aletler, bilgisayarlar, yapılar, elbiseler ve materyalleri değiştirecek ve yeni ürünler, piyasalar ve yaşam tarzını gündeme getirecektir. Nano teknoloji, yalnızca minyatürize olmuş ürün ve üretim yapıları ortaya çıkarmayacaktır; bunun yanı sıra üretim sürecinde kullanılan materyaller atom ve moleküler düzeyde ele alınıp işleneceğinden atom (kuantum) fiziği devreye girecektir. Bu anlamda nano teknoloji çeşitli alanlarda yeni teknoloji, piyasa ve ürünlerin ortaya çıkmasına olanak tanımaktadır.

Almanya bu konular üzerinde öncülük yapmaktadır ve 1 Milyar Dolardan fazla Nano-araştırmasına yatırım yapmaktadır. IBM, Fujitsu ve Intel´de Nano teknik dâhilinde mikroskobik küçüklükte Çipler üretmek için çalışmaktadırlar.

Amerika"da özel sektör hariç sadece devletin nano teknolojiye ayırdığı kaynak 2003 yılı için 600 milyon dolar. Japonya"da ekonominin temel dinamikleri elektronik sektörüne dayandığı için bu ülke nano teknoloji çalışmalarına 500 milyon dolar kaynak ayırıyor. Başta Çin olmak üzere Rusya, Almanya ve İngiltere de konunun önemini kavradı ve bu yöndeki çalışmalara kamu bütçesinde yer veriyor. Son zamanlarda önemli gelişmeler kaydedilen nano teknolojiyle metrenin milyarda biri oranında suni parçalar üretmek mümkün. Bu teknoloji yardımıyla uzun süre solmayan boyalar, etkisini hızlı gösteren ve daha etkili ilaçlar veya daha uzağa gidebilen golf topları üretilebiliyor. Bu alanda, hükümetin de desteğiyle önemli gelişmeler kaydeden Tayvan, 2012´ye kadar 32 milyon dolarlık ürün üretecek. Böylece 350 milyar dolarlık Tayvan ekonomisinin yüzde 10´unu kaplayacak.

Bugün hayal gibi görünse de, kullandıklarımızdan binlerce kat hızlı bilgisayarlar, damarların içinde ilerleyerek hastalıkları tedavi edecek nano aygıtlar, organların içinde ameliyat yapabilecek robotlar, betondan daha dayanıklı plastik binalar, hareketleri şarj edilmiş elektrik ile sağlanan yapay kaslar, çok daha hafif ve gelişmiş silah sistemleri gelecekte karşımıza çıkacak. Enerji konusundaki temel sıkıntı olan enerji sarfiyatı sıfıra inebilecek ve zararlı her tür atıktan kurtulmak mümkün olacaktır.

İnsanoğlu hayal ettiklerini gerçekleştirir. Nanoteknoloji insan hayatında nasıl gelişime sebep olur bir düşünelim ve fikir yürütelim. Mesela, paranın hiç kullanılmadığı bir sistem düşünelim, bu sistemde kredi kartı yerine nano teknoloji sayesinde geliştirilmiş ve içinde hemen her bilgi bulunduğu bir kart düşünelim, çalışanın maaşı ve birikimleri bu kartta hatta biraz daha ileri gidelim ve kimlik, ehliyet, pasaport, okul kimlikleri gibi birçok belge bu nano teknoloji sayesinde tek kartta toplansın. Bu kartta kişinin sağlık bilgileri doktor kontrolleri, geçirdiği ameliyatlar gibi gerekli bilgiler olsun. Hayal gücümüzü biraz daha zorlayalım ve aile bireylerinin anne babanın geçirmiş oldukları rahatsızlıklar da bu kartta olsun. İnsan hayatına getireceği kolaylıkları düşünmemizde sadece bir kapıdır bu yazdıklarım. Bunlar size sadece güzel bir hayal gibi gelebilir ama yakında hem de çok yakında nano teknoloji hayatın merkezine oturacak gibi görünüyor.

Tıp alanında da nano teknoloji hızla kullanılır hale gelmiştir. Uzmanlar bilimde bir devrim olarak ifade edilen nano teknolojinin bu sorun karşısında işe yarayıp yaramayacağını sınamak üzere, önce kobay olarak belirlenen hamsterlerin görüşü sağlayan optik sinirlerini kesti. Böylece kemirgenler kör oldu. Bunun ardından kopuk olan noktaya nano tanecikler yani mikroskobik büyüklükte tanecikler içeren bir sıvı enjekte edildi. Sıvının yardımıyla sinirler kendilerini onardı ve görüş imkânı geri kazanıldı.

Nano teknoloji kullanılarak gerçekleştirilen bir uygulamayı patent ile koruyan ülkeler; yirmi yıl boyunca o teknolojiyi kullanacak diğer ülkeleri kendilerine bağımlı hale getiriyorlar.

Bilgi teknolojileri ve internet geleneksel-kurulu piyasalarda ve mevcut teknolojik altyapı içerisinde yaşamımızı değiştiren uygulamalara sahne olmuştur. Nano teknoloji kullandığımız aletler, bilgisayarlar, yapılar, elbiseler ve materyalleri değiştirecek ve yeni ürünler, piyasalar ve yaşam tarzını gündeme getirecektir. Devlet ya da devlet büyüklüğündeki işletmeler artık nano teknolojiyi bir adım ileriye götürecek atılımlar içinde olmak zorundadırlar. Ya bir adım ileri ya da bir yüzlerce adım geriye düşeceklerinin farkına bir an önce varmalılar. Nano teknolojiye sahip çıkan mutlaka kazanacaktır.

BAZI ÜLKELERDE NANOTEKNOLOJİYE YÖNELİK ARAŞTIRMA VE   UYGULAMALARI

BATI AVRUPA'DA NANOTEKNOLOJİ

Özellikle İngiltere, Almanya, Fransa, İsveç ve Hollanda'nın güçlü gözüktüğü Batı Avrupa'da İngiltere Ulusal Fizik Laboratuarı ve DTI tarafından 1986 da başlatılan Ulusal Nanoteknoloji Girişimi (NION) ile nanoteknolojide erken bir başlangıç yaptı. Önce nanoteknoloji enstitüsü kuruldu ve "1998-2002 Öngörü Programı" nanoteknolojiyi stratejik bir ilgi alan olarak ilan etti. Ulusal girişimlerin yanında tüm Avrupa'yı kapsayan programlar yürürlüğe sokulmuştur. Nanoteknoloji, Ekim 2000 yılında öncelikli araştırma alanı olarak belirlenen Avrupa Birliği'nde, 1998-2002 arasında 82 milyon euro ayrılmış, 2002-2006 yılları arasında kapsayan 6. çerçeve Programında ise 1,3 milyar euroluk kaynak kullanılmıştır. Nanoteknolojide AR-GE yapan Avrupa'nın büyük çok uluslu şirketleri; Philips, Siemens, Bayer, Henkel, Degussa, Thompson CSF ve Air Liquide'dir.

ABD'DE NANOTEKNOLOJİ

2000 yılında Başkan Clinton'ın onayladığı ve hücum edercesine başlanılan "Ulusal Nanoteknoloji Girişimi" dünyanın dikkatini bu alana çekti. 1997 de 116 milyon dolar olan hükümet desteği 2000 yılında 270 milyon dolar ve 2001 yıllında 422 milyon dolar olarak onaylandı. 2002 için 520 milyon dolarlık bir bütçeye karşılık 2003 yılında 710 milyon dolar öngörülmüştür. Nanoteknolojide aktif büyük şirketler Dow Chemical, Mobil, Hewlet Packard, IBM, Chevvon, Dupont ve diğerleri. NASA'ın yeni gözdeleri "Nano-uydular"ve üzerinde çalışılan bu nanoteknoloji ürünüydü modeli 30 cm çapında ve 10 cm kalınlığında bir silindir. 2007 yılında çok sayıda nano uydu ayrıntılı ölçümleri yapmak üzere dünyanın manyetosfer alanına gönderilmesi planlanıyor Amerikan ordusu ise askerleri neredeyse görünmez yapan, insanüstü kuvvet veren ve anında tıbbi bakım sağlayan yeni bir askeri üniforma peşinde. Görevi alan ünlü Massachusetts Teknoloji Enstitüsüdür (MIT). Enstitüye, tehlikeyi sezebilen ve mermi ve biyolojik veya kimyasal silahlara karşı koruyabilen zırh geliştirmesi için 5 yıllığına 50 milyon dolar verildi. MIT'e baglı ??Asker Nanoteknolojileri Enstitüsünün''müdürü Ned Thomas "Henüz istediğimiz aşamada değiliz ancak, bu bir bilim kurgu da değil" diyor. Bunun hepsi "Nanoteknoloji" adi verilen tanecik büyüklüklü malzeme ve cihazların geliştirilmesi ve üniforma kumaşına yerleştirilmesiyle başarılabilecek. "Süperşarjlı ayakkabılar", askerler zıpladıklarında enerjiyi serbest bırakabilir ve onların 6 metrelik bir duvarı aşmalarını sağlayabilir. "Mikroreaktorler", kanamayı tespit edebilir ve basınç uygulayabilir. "Işık saptırıcı malzeme", giyeceği çevre ile uyumlu hale getirebilir. MIT araştırma merkezleri ordu ile işbirliğinden çok daha önce nanoteknoloji fikirleri üzerine çalışmaya başladılar ancak, akıllarında askeri uygulamalar yoktu. Ancak, Thomas devrim niteliğindeki ilerlemeler için temellerin oluştuğunu söyledi. ABD'de pek çok nanoteknoloji enstitüsü ve merkezi açılmış durumda ve sayıları hızla artıyor. Ayrıca, bazı üniversiteler "Nanoteknoloji dersleri" vermeye başladılar. Sayıları gittikçe artan bu üniversitelerden bazıları Caltech, Harvard, MIT, NC State, Rice, USC ve UC-Berkley'dir.

Nanoteknoloji konulu dersler, ABD de lisan seviyesine kadar indirilmiştir. Nano ölçekli işlemler, nanoyapılı malzeme ve cihazlar, nanobiyoteknoloji, nanoparçacık bilimi ve mühendisliği, nano ölçekli üretim  adları altında birçok üniversitede bu doğrultuda lisansüstü eğitim başlamıştır. Ayrıca ABD Ulusal Bilim Vakfı, National Science Foundation (NSF) nanoteknolojide lisans eğitimine 2002 yılı itibarıyla 200 milyon dolarlık kaynak ayırmış, Wisconsin, Cornell, Harvard, Nothwestern gibi çeşitli üniversitelerde eğitim modülleri oluşturmuştur.  İlk etapta 10 yerde bu modüller başlatılacaktır.

JAPONYA'DA NANOTEKNOLOJİ

Japonya, uzun yıllardır nanoteknolojiyi koordineli bir şekilde destekliyor. Son yıllarda nanoteknolojiye mali destek ciddi olarak arttı, örneğin Bilim ve Teknoloji Bakanlığı (MİTİ) nanoteknoloji talebi nedeniyle 2002 bütçesini %49,3 artışla 31,8 milyar Yen'e çıkardı. Bu alana toplam devlet desteği 1997 de 120 milyon dolar iken 2000 yılında 245 ve 2001 yılında 465 milyon dolar olarak gerçekleşti.

Ayrıca, şirketlerin bu konu ile daha fazla ilgilendikleri gözlenmekte. 194 teknoloji şirketinde yapılan son araştırmaya Gore, %43'ü nanoteknolojide AR-GE çalışmalarına başladı. Fuji, Hewlet-Packard Japan, Hitachi, Mitsubishi, NEC ve Sony gibi şirketler AR-GE çalışmalarına yaklaşık 100 milyar Yen katkıda bulundu.

RUSYA'DA NANOTEKNOLOJİ

Uygulamaları:

1) Boyutları atom ve moleküllerle karılaştırılabilecek ölçüde elektronik devrelerin yapımı.

2) Bir molekül büyüklüğünde nanoaletlerin, nanorobotların geliştirilmesi.

3) Tuğla ve briket örerek bir binanın yapımına benzer şekilde atom ve molekülleri tek, tek yakalayarak çeşitli maddelerin sentezlenmesi. 

Bu iki şekilde yapılmaktadır:

a) Mevcut bir maddenin yapısında atomların düzenini değiştirmek. Karbon yapısını değiştirerek elmas üretmek bu uygulamaya iyi bir örnektir.

b) Küçük moleküllerden büyük molekülleri sentezleme, buna su ve karbondioksitten bitkiler gibi şeker ve nişastayı sentezlemek örnek gösterilebilir. 

Rusya'da sadece bugünkü yapıda değil, nörolojik yapıda da olabilen çok hızlı bilgisayarların üretimine, Opto elektronikle yüksek bant genişliğinde foto alıcıların yapımına, kimya endüstrisinde radikal değişiklik yapacak nonoteknolojik elektronik üretim mümkün olacaktır. Başlıca laboratuarlarda oldukça ileri mesafe alınmıştır 

POLONYA'DA NANOTEKNOLOJİ

Uygulamaları: Nanokristal tozlar, metallerden nano maddeler ve nano maddelerin elektronikte kullanılması, organik nano maddelerin sentezi, yumuşak, manyetik nano maddeler, şarj edilebilir lityum pil ve aküler üretimi için seramik nanomaddeler sentezi, polimer-yapı ve yüzey-hacim özelliğinden nano bağlantı araçlar yapımı.

ÇEK CUMHURİYETİ'NDE NANOTEKNOLOJİ

Uygulamaları: Yeni teknoloji ve yoğun madde nanomaddeler, moleküler biyofizik ve nükleik asitler, proteinler ve porfirinler araştırılırken, bir yandan da yarı iletkenler manyetooptik çalışmalar yapılıyor. Nanokompozitler ve magnezyum alaşımları, nanokristal tozlar, ince tabaka ve  metal kaplama, makro molekül fiziği ve plazma polimerleri, yüzey değiştirme, plazma polimer matrikslerde yarı iletken ve metaller, nanokompozit maddeler üretimi, fizikokimya enstitüsünde cam üzerinde CdSe nanokristalleri çöktürme, CsCl matrikste CsPbCl ve InAs  nanokristalleri araştırılıyor. Yeni bilgisayar malzeme ve araçları üzerinde çalışma, blok copolimer mişeller, nano kaplama yüzeyler ve yarı iletken nano yapılar, fulleren ve nanotüp üretimi, NMR spektroskopisi ile organik, biyoorganik molekküller ve moleküler modellerin incelenmesi, nükleik asitler, proteinler, polimerlerin yapıları ve tayini, süper manyetik toz nanoparçacıklar akıllı moleküller ve yapılar, nanometrik boyutta ince yüzey kaplamaları, fonksiyon derecelendirme araçları, nanoyapılar, yapısal seramikler, gelişmiş teknolojik işlemler, kesit yerlerinin dayanıklılığı, nano benzerlik ölçümleri, silisyum üzerinde hologram oluşumu.

DİĞER ÜLKELERDE NANOTEKNOLOJİ

Dünyada ilk nanoteknoloji dersi veren üniversite; biyosensorlar ve nanoyapılar ağırlıklı eğitimi ile Avustralya Maki Flinders Üniversite'si oldu. Avustralya, Kanada, Çin, Doğu Avrupa, Bağımsız Devletler Topluluğu, İsrail, Kore, Singapur ve Tayvan 1997 yılında hükümet destekli AR-GE için 70 milyon dolar harcarken bu rakam 2000 yılında 110 milyon dolar ve 2001 yılında 380 milyon dolar olarak gerçekleşti.

TÜRKİYE'DE NANOTEKNOLOJİ

Türkiye'de bazı üniversitelerde daha ziyade kişisel çabalarla nano ve mikro ölçekli malzeme, yapı ve cihazlar ile çalışmalar yapılıyordu. Doğrudan nanoteknoloji adı altında olmasa bile bu konularda çalışma yapılan baslıca üniversiteler arasında ODTÜ, Bilkent, Sabancı, Balıkesir, GYTE sayılabilir. Ayrıca TUBITAK-MAM'daki YİTAL (Yarıiletken teknolojileri araştırma laboratuarları) henüz mikro düzeyde cip üretimi yapmakla birlikte nanometre seviyesindeki üretime yönelik çalışmalar sürdürülmektedir. Ama öte yandan UNAM'ın kuruluşuyla nanoteknoloji alanında büyük bir gelişme sağlanacak.

Nanoteknolojinin dünyanın her yerinde hızla popüler hale gelirken Türkiye'de önce bilim çevrelerinde, daha sonra sanayi kuruluşlarında önemi vurgulanmaya, medyada sık sık yer almaya başladı.  Konu çevreden o kadar çok destek aldı ki bazen bilinen teknolojiler önüne ?nano' kelimesi eklenerek bir anda nanoteknolojiye dönüştürüldü. Bu arada Devlet Planlama Teşkilatı Müsteşarlığı Bilkent Üniversitesi'nde başlatılan "Ulusal Nanoteknoloji Araştırma Merkezi Projesine" önemli bir destek sağladı.

Nanoteknolojinin öncelikle malzeme ve biyoteknoloji alanlarında gelişeceği, ancak 10-15 yıl sonra elektronik ve spintronikte, özellikle moleküler elektronikte ağırlığını hissettireceği beklenmektedir. 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 kalkabilecek, kir tutmayan tekstil ürünleri belki çamaşır makinelerini ortadan kaldırabilecek. Binalardaki betonarme kolonların kesitleri küçülüp elastik özellikler kazanacaktır. Nanoelektronik alanında milyonlarca aygıtı içeren bütünleşik devre yapımında ve aygıtların iletkenlerle birbirlerine bağlanmalarında sorunlar bulunmaktadır. Kendi kendine yapılanan moleküllerle bu sorunun çözülmesi biraz zaman alacağa benzemektedir. Üzeri metal ile kaplanarak DNA'dan yapılan transistorların DNA replikasyonu yöntemi ile bütünleşik devreye dönüştürülmesi bilim adamlarının üzerinde çalıştıkları konular arasında yer almaktadır. Ekonomistler nanoteknolojinin yeni sanayi devrimi olarak 21. yüzyıla damgasını vuracağına inanıyorlar. Yakın bir gelecekte bir ülkenin nanoteknolojideki düzeyi o ülkenin gücünün bir göstergesi olacaktır.

Son yıllarda nanoteknolojide yaşanan hızlı gelişmeler ve dünyada yılda 5 milyar ABD dolarına erişen yatırımlar karşısında Devlet Planlama Teşkilatı (DPT) Müsteşarlığı Bilkent Üniversitesi'nden sunulan proje aracılığı ile ulusal nitelikte bir nanoteknoloji araştırma merkezi kurulması için 11 milyon YTL destek sağladı. Bu proje 5 Ekim 2005 yılında başladı. DPT, nanoteknoloji araştırmaları için gerekli kaynağı önceleri dağıtmadan, gerekli sayıda araştırmacı ve uzmana sahip tek bir üniversitede toplayarak kısa zamanda sonuç almayı hedeflemiştir. Nanoteknolojideki yönelimler ve gelişmelere uygun olarak araştırma konularına nanobiyoteknoloji, nanomalzeme ve kimya, enerji ve hidrojen ekonomisi, nanotriboloji, yüzey kaplama, katalizör tasarımı gibi çok güncel konular da eklendi.  Ayrıca, disiplinler arası çalışmaya olanak vermek ve nanoteknoloji uzmanı yetiştirmek amacıyla ??Malzeme Bilimi ve Nanoteknoloji'' yüksek lisans ve doktora programı açıldı. Bu programda üstün nitelikli yüksek lisans ve doktora tez çalışmaları ile bilime yapılacak önemli katkı kadar yeni nanoteknoloji ürünlerinin geliştirilmesi de hedeflenmektedir. Böylece enstitü çevresinde kullanılacak teknoloji şirketlerinin geliştirdiği nanoteknoloji ürünlerini bütün dünyaya pazarlamalarını beklemekte. Geçmişte böyle bir hedefin gerçekleşebildiğini görüldü. Bir doktora öğrencisi tez çalışmaların da ürettiği hall aygıt mikroskobunu geliştirerek nanoteknoloji araştırmalarında kullanmak üzere dünya pazarlarına satmayı başarmıştır.

Yedi katlı ve net 8500 metrekare kapalı alanda 62 adet laboratuarı bulunan yeni UNAM binası bilim ve teknolojinin sınırlarında araştırmalara olanak verecek çok modern bir anlayışla tasarlanmıştır. Laboratuarların donatılarak enstitünün kademeli bir şekilde dünya standartlarında bir araştırma ortamına dönüşmesi 5 yıl sürecek ve bu süre içinde ekipman ve cihaz yatırımının yaklaşık 150 milyon YTL' ye erişecektir.

Enstitüde sürdürülecek büyük bütçeli proje çalışmalarının verimli bir şekilde yürütülmesi ve izlenmesinin, kısaca etkin proje yönetiminin yapılması ve sanayi kuruluşları ile ilişkilerin sürdürülüp, geliştirilen teknolojilerin ve innovasyon ürünlerinin pazara erişmesinin organizasyonu için yönetim-bilişim ve modern yönetim sistemleri üzerinde çalışmalar yapılmaktadır. Nanobilim ve nanoteknolojide bilimsel çalışmaları Bilkent Üniversitesi'nden 25 öğretim üyesi ve 45 araştırma asistanı yürütmektedir. İzleyen 5-6 yıl içinde çoğu fizik, kimya, moleküler biyoloji, malzeme bilimi, elektronik ve tıp konularının birinde doktoralı 40 kadar genç araştırmacının ve çok sayıda doktora öğrencisinin çeşitli araştırma projelerinde görev alması beklenmektedir. Ayrıca yürütmekte olduğu projeler kapsamında Koç, Sabancı, Anadolu, Ege, Pamukkale, Mersin, Kırıkkale, Orta Doğu Teknik Üniversitesi öğretim üyeleri ile işbirliği yapılmaktadır. Ayrıca ABD'nin çeşitli laboratuarlarında çalışmakta olan çok değerli Türk bilim adamları da UNAM'la ortak araştırmalar yapmaktadır. Çeşitli projeler kapsamında Roketsan, DYO, Arçelik, Vestel, Korteks gibi şirketlerle işbirliği ve müşterek AR-GE çalışmaları yürütülmektedir.

Nanoteknoloji disiplinler arası bir konumda bulunmaktadır. Enstitüde yapılacak eğitim ve araştırma çalışmaları temel bilimleri ve mühendislik konuları kadar sağlık bilimlerini yani tıp, eczacılık, tıp teknolojisi ve yeni tedavi yöntemlerini içermektedir. Ayrıca araştırma faaliyetlerinde geliştirilecek prototiplerin seri olarak imal edilip dış pazarlara sunulması sosyal bilimlerden pazarlama, işletme konularını yakından ilgilendirmektedir. Hidrojen ekonomisi araştırmaları ise hidrojenin elde edilmesinden depolanmasına, dağıtımını ve yakıt hücrelerinde yakılarak enerji elde edilmesini kapsamaktadır. Sağlık, fen ve mühendislik, sosyal bilimler ve enerji enstitülerince kapsanan değişik bilim dallarını içeren eğitim ve araştırma çalışmalarını değişik enstitüler yerine tek bir enstitü çatısı altında toplamak nanoteknoloji konularına daha iyi odaklanmayı sağlayacaktır.  Böylece, ülkemiz için bu kadar stratejik önemi olan nanoteknoloji eğitim ve araştırma faaliyetlerinin bölünmeden tek bir enstitü yönetimi çatısı altında daha etkin bir şekilde yürütülecektir.

NANOTEKNOLOJİNİN GELECEKTEKİ DURUMU

İnsanın fiziksel ve düşünsel performansını iyileştirmenin, üretkenliği büyük ölçüde artıracağı bir gerçektir. Bunun için, uzmanlar işe çalışma ortamlarından başlamanın daha doğru olacağını söylüyorlar. Çalışma ortamını iyileştirmek için birçok düşünce geliştiriliyor, taslaklar hazırlanıyor ve uygulamaya konuluyor. Bu, elbette endüstride rekabeti kızıştırıyor; çeşitli ülkelerden firmalar, verimi ve kaliteyi arttırmanın yollarını arıyorlar. Nano ölçekteki nesneler, daha az enerji ve malzeme gerektireceklerinden, nanoteknoloji üretim için en verimli boyutlarda çalışılabileceğinin işaretlerini veriyor. Bununla birlikte, yeni kuşak birleşik teknolojiler, tüketiciler için daha yüksek kalite ve üreticiler için daha düşük maliyet sağlama potansiyeline sahip daha karlı gelişmeler sunabilecek. Örneğin, nanoteknoloji, biyoteknoloji ve bilişsel bilimlerin daha yoğun biçimde kullanılması, atık ve kirliliği azaltacak ve üretim süreçlerinin, üretim bantlarının hızla yeniden hazır hale getirilmesine olanak tanıyacak.

Endüstri ve iş dünyası daha şimdiden, küresel ölçekte ağlarla yeniden yapılanmaya başladı bile. Biyolojinin, nano ölçekte tasarım ve IT denetimiyle birleşmesi, hem model çıkarmaya, hem de müşteri odaklı üretimin gelişebilmesi için fiziksel süreçlerin özelleşmesine katkıda bulunacak potansiyele sahip.

İnsan vücudu ve beyniyle ilgili çalışmalar nanoteknoloji, biyoteknoloji, bilişim teknolojileri ve bilişsel bilimler araştırmalarında belki de en çok ses getirecek olanları. Algısal kapasiteyi, biyohibrid sistemi ve metabolik değişmeleri denetlemek ve gerekli müdahalelerle iyileştirmek, insan performansını geliştirmek için öncelikle dikkate alınması gerekenlerden biri. Görme ve işitme engelliler için, modellemeler ya da beyin-makine ara yüzü gibi tıbbi duyumsal implantlar çok büyük kolaylıklar sağlayabilir.

Hücrelerdeki denetim mekanizmalarının, yapılan çalışmalar sonucunda özel dokular, organlar ya da tüm vücuda yayılması mümkün. Dayanıklılığı ve uykusuzluğa direnci arttıran ya da metabolizma kritik bir tıbbi durumdayken, kanın oksijeni en iyi biçimde kullanmasını sağlayacak kimi uygulamalar geliştirilebilecek. Bilim adamları, benzer şekilde, hastaların ilaç toleranslarını ölçmeye yönelik gerçek zamanlı genetik testler ve vücuda hormon salımını düzenleyen ve izleyen pankreas görevi gören aletlerle ilgili projelerin de geliştirilebileceğini söylüyorlar. Entelektüel kapasitenin arttırılması, beynin daha iyi anlaşılabilmesini ve işlemlerin simüle edilebilmesini gerektiriyor. İnsan beyninin yapısı, işlevi ve fonksiyon bozuklukları hakkında artan bilgiler, bilişsel kapasiteyi arttırma konusunda yeni olanaklar sağlayabilir. Yapay bir beyin, belki bu keşifler konusunda bir araç olarak kullanılabilir, özellikle de eğer bilgisayarlar gerçek beynin işleyişine çok yakın simülasyonlar gerçekleştirirlerse.

Nanobilimler ve nano ölçekli hücre biyolojisindeki ilerlemeler yardımıyla, insanın fiziksel ve düşünsel yeteneklerinin ömür boyu sürdürülebilir kılınması kolaylaştırılacak. Gen terapisiyle erken yaşlanma sendromlarının tedavisi yaygınlaşacak ve milyonlarca insana daha uzun ve kaliteli bir yaşam sürme olanağı sağlanacak.

İletişim ve eğitim de bu gelişmelerde önemli yere sahip alanlar. Bilim çevrelerinde, beyinden beyine, beyin-makine-beyin ya da grup etkileşimi gibi yeni iletişim örneklerinin 10-20 yıl içinde gerçek olacağına dair ciddi haberler dolaşıyor. İnsan beyniyle aynı güçteki taşınabilir, hatta giyilebilir bilgisayarlar, her konuda bilgi sağlayabilecek kişisel yardımcılar ya da aracılar gibi davranacak.

NANOTEKNOLOJİDE NASIL BİR ÜRETİM GERÇEKLEŞİR?

Günümüzde kullanılan üretim teknikleri, moleküler anlamda çok kaba tekniklerdir. Döküm, taşlama, tornalama vs. atomların büyük kitleler halindeki hareketlerine dayanır. Yapı taşları olan atomlar tek tek alınıp istenildiği gibi, üstelik de ucuza mal olacak şekilde birleştirilebilir. Bu gelişme özellikle bilgisayar sektöründe önümüzdeki yıllarda kullanıldığında tümüyle daha temiz, daha dayanıklı, daha hafif ve daha hassas ürünlerin üretilmesi mümkün olacaktır.

Nanoteknolojiyle ilgili iki kavram daha vardır; mikro montaj ve kendi kendine çoğalma. Mikro montaja olan ihtiyaç moleküler robot sanayisine olan ilgiyi artırıyor. Bu şekilde moleküler boyutlarda ve hassasiyette robotlar üretilmesi söz konusu olabilecek. Bu nanomakineler aslında günlük hayatta kullanılan aletlerin ve sistemlerin çok küçük birer kopyaları olacaktır.

Nanomakinelere en iyi örnek tüm canlıların hücrelerinde bulunan ve hemen hemen her çeşit proteini üretebilen ribozomlardır. Ribozomlar oldukça küçük organellerdir (sadece birkaç mikro metre küp boyutunda) ve amino asitleri hassas çizgisel bir sırayla arka arkaya dizer ve proteinleri oluştururlar. Bu işlem için ribozomun belirli bir amino asidi seçebilme tekniği vardır. Bunu özel bir tür transfer RNA molekülünün yardımıyla yapar. Ribozomun bu işlemde izleyeceği sıra ona haberci RNA (mRNA) tarafından bildirilir. İşte ribozomların bu işleyiş prensibi, mühendislik alanında uygulanabildiğinde nanoteknoloji hayatımızın her yönüne hitap edecektir.

Nanoteknoloji, benzeri görülmemiş özelliklerdeki yeni aygıtları üretmek için atomların ve moleküllerin bilinen özelliklerini kullanacaktır. Eğer bilim adamları bağımsız atomları ve molekülleri bir yapılanmada belli ölçülerde ve sürede bir araya getirebilirlerse, bu buluş "Programlanabilir kendinden inşa ve türeyen makineler çağı"nın başlangıcı olacaktır.

Nanoteknoloji ile üretim yapabilmek için bilim adamlarının üzerinde çalıştığı üç temel adım vardır:

Bilim adamlarının bağımsız atomları tek tek kontrol edebilmeleri için tek bir atomu tutup istenen noktaya getirebilmeyi sağlayacak bir tekniğin geliştirilmesi.

İkinci adım nano ölçekli gözlem yapabilen, atomları ve molekülleri isteğe göre kontrol etmeye programlanabilen iş makineleri, yani derleyiciler üretmektir. Uygun bir zaman çerçevesinde eşya üretebilmek için trilyonlarca derleyicinin kullanılması.

Üçüncü adım olarak ise, yeterli sayıda derleyiciyi elde etmek için var olanı sayısız kez "Çoğaltmaya", "Kopyalamaya" programlanabilecek çoğaltıcıları geliştirmesi. Otomatik bir şekilde belirli bir ürünü üretmek için bu nanomakinelerin trilyonlarcası bir arada çalışarak alışılmış üretim kalıplarını değiştirecek, üretim maliyetini neredeyse sıfıra indirgeyebilecek, bol üretim yapılabilecek ve ürünler hiç olmadıkları kadar ucuz ve sağlam olabilecektir.

Atomları ve molekülleri taşıyacak, yerleştirecek küçüklükteki ilk robot kolun yapılmasıyla nanoteknolojinin ilk aşaması gerçekleşmiş olacaktır. Böyle bir minyatür robot kolun ürettiği robot kollar da kendi benzerlerini ve diğer nano ölçekli aygıtları yapacaklardır. Sayıları trilyonlara ulaştığında da süper nano bilgisayarlar tarafından kontrol edilen bu sürü ile nesneler üretilebilecektir.

NERELERDE KULLANILABİLECEK?

Nanoteknoloji birçok bilim dalını kapsamasına karşın tıp alanında oldukça çarpıcı gelişmelere imkân tanıyacaktır. Uzmanların görüşüne göre; gelecekte mikroskobik robotlar vücudun dolaşım sistemine girerek hücre seviyesinde onarım yapıp hastalıkları iyileştirebilecek. Nano algılayıcılar insan vücudundaki hastalıkları çok önceden saptayarak erken tedavi olanağı tanıyacaktır. Dahası ameliyat esnasında vücudun sadece hastalıklı bölgesine inen mikroskobik cihazlar; yiyecekleri saran ve bakteriyel bozulma olduğunda rengi değişen alüminyum folyo gibi ürünler elde edilebilecektir. Bu teknolojiyle üretilen minik aygıtlar adeta minik birer denizaltı gibi damarlarımızda dolaşabilecek, yönlendirdiğimiz hücreye alıcıları vasıtasıyla yapışabilecek ve mikro makaslarıyla adeta bir cerrah gibi hücredeki aksaklıkları giderebilecek, hatta DNA üzerinde değişiklikler yapabilecekler.

Bu konuda en çok gelecek vaat eden ise nanomateryallerdir. Çok hafif ve dayanıklı olacak olan bu materyallerden yapılacak araba, uçak ve uzay araçları ile çok az enerji tüketimiyle daha uzun ve güvenli yolculuklar yapılabilecektir. Ayrıca doğada mevcut olan birçok teknoloji hayata geçirilebilecek örneğin; lotus çiçeği yaprağının hiç ıslanmaması ve kirlenmemesi özelliğinden yararlanılarak kirlenmeyen, ıslanmayan kaşıklar, çatallar, tabaklar, elbiseler üretilebilecektir.

Nanoteknolojinin Uzun Vadede Kullanılacağı Alanlar

1) Mikroskobik moleküler bilgisayarlar, enformasyon teknolojisi dünyasında bir devrim yaratacaklardır. Moleküler bilgisayarlar sadece hesap ve işlem yapmayacaklar, aynı zamanda kendilerini de çoğaltabilecekler.

2) Bütün eşyalar atomlarına kadar ayrılıp tekrar daha yararlı malzemelerin üretilmesinde kullanılabileceğinden mükemmel bir geri dönüşüm sağlanmış olacak.

3) Dünyadaki çevre kirlenmesinin önünün alınması ve mevcut kirlenmiş kaynakların otomatik olarak temizlenmesi mümkün olabilecektir.

4) Medikal Nanoteknoloji alanında sanal olarak hastalıkların önüne geçilmesi ve yaşlanmanın yavaşlatılması mümkün olabilir. Bir süper bilgisayar tarafından kontrol edilen ve vücudumuzun yapay bağışıklık sistemini oluşturacak nanorobot ordularının üretilmesi; moleküler seviyede hücrelerin tamir edilmesi, DNA'yı işleyebilecek hatta yaşlanmayı durdurabilecek robotların üretilmesi teorik olarak mümkündür.

5) Vücuda gönderilecek programlanabilir makinelerin kullanımları çok geniş olabilir. Hatta vücuda ek bir bağışıklık sistemi de kazandırabilirler. Hedef hücrelerin özellikleri programlandığında, mesela grip virüslerine saldırabilir ve bünye hastalanmadan virüs istilasını durdurabilirler. Aynı zamanda vücuttaki her bulguyu rapor edip doktorluk da yapabilirler.

6) Asfalt yerine yüksek etkinlikli ve kendini türetebilecek solar hücrelerden oluşan yollar dünyadaki enerji üretimini dörde katlayabilir.

6) Moleküler gıda sentezi ile kıtlık ve açlığın önlenmesi mümkün olabilir.

7) Nanoteknoloji çevre konusunda da kullanılabilir. Temiz su kaynaklarını kirleten maddeler ayrıştırılabilir, denize dökülen petrol çözülerek temizlenebilir.

8) Atom seviyesinde üretim yapılacağından çevreye verilecek zarar minimuma indirilebilir.

İLK GELİŞMELER NASIL SONUÇ VERDİ?

Nanoteknoloji alanında başta NASA olmak üzere dünyanın pek çok büyük araştırma merkezleri ve önde gelen teknoloji enstitüleri milyonlarca dolarlık bütçelerle araştırmalarını büyük bir hızla sürdürüyorlar.

Colorado Bilim Konferansı'nda, 2004 yılı içerisinde, bir tuz zerresi üzerine monte edilebilecek 400 adet dünyanın en yoğun bilgisayarının ilk yürüyen çip yapımında kullanılabileceği, bunda başarılı olunduğu takdirde gelecek adımın sinek büyüklüğündeki bir robot böcek yapımı olduğu dünya basınına açıklanmıştı ve bu büyük bir ilgiyle karşılanmıştı. Bilgisayar alanında bu gelişmelere paralel olarak, malzeme bilimindeki araştırmalarla çelikten çok daha sağlam, fakat çok daha hafif ve esnek, nano ölçülerde karbon borular yapılmıştır. Üretim maliyeti günlük hayatta kullanılmasına şimdilik imkân vermeyen karbon boruların gittikçe ucuzlaması, imalat alanında bir devrim yaratacaktır. Başka örnek olarak deniz suyunu temizleme ve tuzdan arındırma amacıyla üretilen nanomakineler, aktive edilmiş karbon atomlarından, genişlikleri metrenin milyarda biri kadar olan "mikroborular" üretmekte kullanılabilirler. Elektrik akımıyla harekete geçirilen bu borular deniz suyundaki sodyum ve klor atomlarını ayrıştırabilirler. Bu teori de şu an proje aşamasına geçmiş durumdadır. A.B.D Boston Üniversitesi'nde bağımsız bir grup araştırmacı konu üzerinde çalışmalarına başlamıştır.

HAYATI NASIL DEĞİŞTİRECEK?

Arabanız değişik ihtiyaçlarınız için şekil değiştirebilecek. Görünmez bir el buzdolabından meşrubat şişenizi size getirecek. Tıpkı faks cihazının bu gün bir belgeyi basması gibi her çeşit tüketim maddesini üreten "Madde faksı" cihazınız olacak. Mikrodalga fırınınız leziz yemekler yapabilecek. Tabağınız, elbiseleriniz ve eviniz kendi kendini temizleyebilecek.

Medikal nanoteknoloji alanında sanal olarak hastalıkların önüne geçilecek, moleküler seviyede hücreleriniz tamir edilecek ve yaşlanma yavaşlatılacak. 50 yaşındayken kendinizi 25 yaşında hissedeceksiniz. Bir süper bilgisayar tarafından kontrol edilen ve vücudumuzun yapay bağışıklık sistemini oluşturacak nanorobot ordularının üretilmesi ile nüfuz edilemez bir bağışıklık sisteminiz olacak ve AIDS, EBOLA hatta nezle virüsleri size etki edemeyecek.

Ana arterlerinizde ve daha küçük damarlarınızda gezinen mini robotları düşünün. Vücudunuza bir defa zerk edildikten sonra çalışmaya programlanan nanorobot sürüleri kan dolaşımı ile (damarları otoyol, kanı taşıt olarak kullanarak) istenilen bölgelere gidip hep beraber hasar görmüş bir organı veya dokuyu tamir edebilecek, tıkanan damarları açabilecek veya hastalıklı hücreleri tahrip edebilecekler. Artık kalp krizi riskinden, enfeksiyona bağlı hastalıklara kadar birçok rahatsızlıktan kurtulacaksınız.

Vücuda zerk edilecek programlanabilir makinelerin kullanımları sonsuz olabilir. Hatta vücuda ek bir bağışıklık sistemi de kazandırabilirler. Hedef hücrelerin özellikleri programlandığında, mesela grip virüslerine saldırabilir ve bünye hastalanmadan virüs istilasını durdurabilirler. 

KİMLER NANOTEKNOLOJİ YAPABİLİR?

Madde ile uğraşan her araştırmacı nanoteknoloji kullanabilir ve bu alanda araştırma yapabilir. Araştırma sonuçlarını ise başta hekimler ve bilgisayar üreticileri olmak üzere tüm uygulamacı bilimciler kullanarak kendi mesleklerinin uygulamasını geliştirebilirler. Bu açıdan bakınca başta kimyacı ve fizikçiler olmak üzere tüm temel bilimciler ve uygulamalı bilimciler, yani mühendisler, hekimler, veterinerler, ziraatçılar nanateknolojinin geliştirilmesi ve uygulanmasında görev alabilir.

Katıhal fizikçileri, elektronikçiler, malzemeciler, makineciler, polimer kimyacıları başta olmak üzere organik kimyacılar, elektrokimyacılar, biyokimyacılar, biyologlar potansiyel nanoteknoloji araştırıcılarıdır.

Çağımızda endüstrinin geldiği düzey, bir yandan toplumun gereksinimini karşılayacak çok büyük ölçekli üretim, öte yandan yüksek kaliteli, gittikçe küçülen, nanometrik boyutlarda ileri teknoloji ürünleri ile hücre altı moleküler düzeyde işlemleri yapma, bunları teknolojiye aktarma (gen teknolojisi) noktasına ulaşmıştır.

Özellikle analitik kimyacılar bu yeni endüstrinin ürettiği maddelerin bileşimi ve yapısına yönelik sorularına cevap verebilmek için bir yandan eski analiz yöntemlerini değiştirirken, bir yandan da yeni teknolojiye uygun analiz yöntemlerini geliştirmek zorunda kalmıştır

ANALİTİK KİMYA VE NANOTEKNOLOJİ

İnsanlık tarihinin evrelerini her devirdeki toplumları yönlendiren gelişmelere göre  "çağ" adı verilen dilimler halinde gruplandırarak isimlendirmek daha bilimsel kabul görmüştür. Bir yandan tarihçilerin tercih ettiği eskiçağ, ortaçağ, yeniçağ ve yakın çağ gibi adlar altında zaman dilimleri, bir yandan da eski çağı yontma taş devri, cilalı taş devri, bronz çağı, maden çağı, tarım çağı, sanayileşme çağı, petrol çağı, uzay çağı, ileri teknoloji çağı, iletişim ve bilgi çağı gibi belirli zaman dilimlerini ve yaşam şeklini simgeleyen terimlerin de kullanılması tercih edilmiştir. İçinde yaşadığımız zaman dilimlerine geldikçe çağların süresi de kısalmış, özellikle son 50 yıl içerisinde çağa yön veren gelişmeleri izlemek kadar isimlendirmek de zorlaşmıştır. Her çağda toplumları sürükleyen yeni teknolojilerin o çağları şekillendirdiği  açıktır. Halen yaşadığımız çağa değişik adlar verilebilir. En çok sevilen ve tutunan adlandırmanın "Bilgi çağı" olduğu söylenebilir.

Çağımıza yön veren teknolojiler: Uzay teknolojisi, gen teknolojisi, iletişim teknolojisi, nanoteknoloji olarak dört ana grup altında toplayabiliriz. Bu gibi ileri teknolojiler analitik tayin ve kontrol yöntemlerinin gelişim yönünü de belirlemiştir.

Bilgi çağının teknolojisi de nanoteknolojidir. Çağımızda endüstrinin geldiği düzey, bir yandan toplumun gereksinimini karşılayacak çok büyük ölçekli üretim, öte yandan yüksek kaliteli, gittikçe küçülen, nanometrik boyutlarda ileri teknoloji ürünleri ile hücre altı moleküler düzeyde işlemleri yapma, bunları teknolojiye aktarma (gen teknolojisi) noktasına ulaşmıştır.

Analitikçi bu yeni endüstrinin maddelerin bileşimi ve yapısına yönelik sorularına cevap verebilmek için bir yandan eski analiz yöntemlerini değiştirirken, bir yandan da yeni teknolojiye uygun analiz yöntemlerini geliştirmek zorunda kalmıştır.

Analitik kimya, farklı maddeleri tanıma, onların bileşenlerini tayin etme sanatı olup kimyasal işlemlerin bilimsel veya teknik amaçla kullanıldığı her yerde karşılaşılan sorunlara cevap verebilmemizi sağlar. Analitik kimya ve analiz metotları madde sisteminin kimyasal bileşimini, (nitel-nicel analiz)madde yapısını (yapı tayini) inceleyen iki uygulama alanı doğrultusunda yöntemler geliştirir.

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, özellikle analitik kimyacıları nanoteknolojiye de yönelmeye zorlamıştır..

Günümüzde sağlık, ekolojik soruların ekonomik ve etik değerlere uygun araştırılması daha ön plana çıkmıştır. Bunun sonucu günümüzde analitikçi yaşanılan çevre ve  iş ortamının, solunan havanın, içilen suyun, yararlanılan nehirlerin, göllerin ve denizlerin, toprağın, yediğimiz gıdaların hatta insan ve hayvan bedeninin maddesel yapısına yönelik soruları yaptığı analiz sonuçlarını bir ekonomist gibi toplumsal politikalara yön verecek şekilde yorumlayarak ifade edebilmelidir.

NANOTEKNOLOJİDE KİMYANIN SİHİRLİ DEĞNEĞİ VE YÜZEYLER

Nanoteknoloji ismi çoğu kimseye fizik bilimini hatırlatmaktadır. Ancak, birçok konuda olduğu gibi bu konuda da sihirli değnek yine kimyacıların ellerindedir. 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.

Nanoteknoloji uygulamaları denilince de akla hemen pahalı ve yüksek teknoloji gerektiren ultra-yüksek vakum isteyen cihazlar (UHV), yüksek sıcaklıklar veya nanometre boyutlarında litografi yapabilen aygıtlar geliyor. Halbuki doğadaki örneklere bakıldığında birçok tepkime ve malzemenin üretimi oda sıcaklığında, normal şartlar altında ve sulu ortamlarda gerçekleşmektedir. "Lotus Yaprağı" veya "Köpekbalığı Derisi" örneklerinde olduğu gibi doğadaki canlılar yüzey özelliklerini mütevazi koşullarda kolayca ve hızlıca kontrol edebilmektedirler.  Yüzeyinde bulunan mikron ve nano seviyesindeki  çukur ve tepecikli yapılar sayesinde bitkinin yaprakları kesinlikle ıslanmamakta ve su damlacıkları yaprağın toprağa doğru eğimli şekli sayesinde toprağa doğru kayarken üzerindeki çamuru, küçük böcekleri ve diğer ki

Nanoteknolojinin 2025 yılı itibariyle hayatımızı büyük ölçüde etkileyeceği düşünülmektedir. Türkiye de şimdiden nanoteknolojiyi üretir hale gelebilmek için uygun adımlar atmaya başlamıştır. Tübitak'ın 2023 Vizyon Programı'nda Nanoteknoloji yer almış ve yol haritası oluşturulmuştur.[c] En önemli gelişme Bilkent Üniversitesi'nde Ulusal Nanoteknoloji Araştırma Merkezi'nin (UNAM) kurulmasıdır. Bu merkezin amacı Türkiye'de nanoteknolojinin araştırma merkezi olmaktır. Devlet Planlama Teşkilatı (DPT) tarafından 28 milyon YTL yatırım yapılan merkez son derece modern aletlerle donatılmıştır. Türkiye'nin her yerinden araştırmacılar UNAM'ın bu imkanlarından yararlanabilmektedir. Gebze Yüksek Teknoloji Enstitüsü, TÜBİTAK MAM, gibi merkezler de nanoteknoloji araştırması yapılan yerlerdendir. Ülkemizde nanoteknoloji ile ilgili etkinlikler de yapılmaktadır. Bunlardan bazıları 4 yıldan beri yapılan NANO TR konferansları, 22-23 Aralık 2008 tarihleri arasında Sabancı Center'deki "Nanoteknoloji Pazarı"'dır. Şu anda Türkiye'de yeni kurulan 13 tane nanoteknoloji şirketi vardır. Büyük şirketlerin de nanoteknolojik ürünleri piyasaya sürülmüştür. [2]

Nanoteknoloji yavaş yavaş hayatımıza girmektedir. Şu an nanoteknolojinin 2. devresinin sonlarındayız. 2010 yılı itibari ile 3. nesil, 2020 yılı itibari ile de 4. nesil nanoteknolojik ürünlerin çıkması bekleniyor. ABD'de de bulunan Project On Emerging Nanotechnologies adlı kurumun İnternet'te yayınladığı listede Ocak 2009 itibari ile 803 nanoteknolojik ürün bulunmaktadır. Listede sağlık, tekstil, elektronik, otomotiv, gıda ürünlerinden örnekler bulunmaktadır. Günümüzdeki nanoürünlerin çoğu varolan bir malzemeye nanoyapılarla suyu itme, güzel koku salma gibi ek özellikler eklenmiş halidir.[x1]

“Midget-çok küçük” anlamına gelen Yunanca bir kelimeden türeyen nano bir ölçü birimi ön ekidir ve milyarıncı parçayı gösterir. Ancak genel olarak söylenecek olursa, nanoteknoloji maddeyi dolaylı olarak atom boyutuna yani “nano-boyutuna” indirgeme işidir. 

1974 yılında Tokyo Üniversitesinde Norio Taniguchi tarafından ortaya atılan nanoteknoloji mevcut teknolojilerin daha ileri düzeyde duyarlılık ve küçültülmesine dayalı olarak hızla ortaya çıkan teknolojilerdir. Gelecekte bu teknoloji muhtemelen Moleküler Nanoteknolojisi (MNT) adıyla nano büyüklüğündeki boyutlarıyla yapı makineleri ve mekanizmalarını da içerecektir.

Nanoteknoloji ölçü olarak “nanometre” adı verilen (kısa şekli nm) bir ölçme birimini kullanılır. Her bir ölçüde 1 milyar nm vardır. Her bir nm sadece üç ile 5 atom genişliğindedir. Bunlar küçüktür. Ortalama insan saç kalınlığının ~40,000 kez daha küçüktür.

Natoteknolojinin bir yönü de süper küçük bilgisayarlar (bakteri büyüklüğünde) ya da milyarlarca dizüstü bilgisayar gücünde küp şeker büyüklüğünde süper bilgisayarlar yada günümüzün bilgisayarlarından trilyonlarca daha güçlü belirli bir büyüklükte masaüstü modelleri gibi nano boyutunda yapılabilmesidir.

Nanoteknolojinin yüksek potansiyeli Kuantum fiziğinin kanunları sayesinde açığa çıkmaktadır. Bu aşamada ve nano ölçülerde kuantum fizik yasaları devreye girer ve optik, elektronik, manyetik depolama, hesaplama, katalist ve diğer alanlarda yeni uygulamalara olanak sağlar.

Nanoteknolojisi genellikle genel-amaçlı teknoloji olarak adlandırılır. Çünkü gerçekleştirildiği zaman nanoteknoloji neredeyse bütün sektörlerde ve toplumun her alanında önemli bir yeri olacaktır. Daha iyi yapılmış, daha uzun süre dayanan, daha temiz, güvenli ve akıllı ürünleri evde, iletişimde, tıpta, ulaşımda, tarım ve endüstrinin her alanında kullanabileceğiz.

İnsan vücudunda dolaşarak kanser hücrelerini yayılmadan bulup yok eden tıbbî bir araç düşünün. Yada çelikten çok daha hafif ama ondan on kat daha güçlü materyalleri… [4]

Elektrik veya bilgisayarlar gibi nanoteknoloji de hayatımızın her aşamasında daha iyi olanaklar sunacak. Fakat her yeni teknolojinin olduğu gibi nanoteknolojinin de iki yönlü kullanımı var, yani ticari kullanımı ve askeri kullanımı — askeri alanda nanoteknoloji sayesinde çok daha güçlü silahlar ve gözetleme araçları yapılabilecek. Bu yüzden nanoteknoloji insanlar için yararları ile birlikte aynı zamanda bazı riskleri de getirmektedir.

Nanoteknolojinin önemli yanlarından biri de sadece daha iyi ürünler değil, aynı zamanda daha gelişmiş üretim araçları sunmasıdır. Bir bilgisayar veri dosyalarını kopyalayabilir — özellikle de çok düşük bir maliyet de yada ücretsiz olarak istediğiniz kadar kopya yapabilirsiniz. İşte nanoteknoloji de aynı bilgisayar örneğinde olduğu gibi herhangi bir şeyi üretmeyi aynı dosyaların kopyalanması kadar kolay ve ucuz hale getirebiliyor. Bu yüzden nanoteknoloji bir çoğuna göre “sonraki sanayi devrimi” olarak adlandırılmaktadır.

Nanoteknoloji sadece çok düşük maliyetle birçok yüksek kalitede ürünün yapılmasına olanak sağlamayacak, aynı zamanda düşük maliyette ve aynı yüksek hızda yeni nano fabrikalarının da yapılmasını sağlayacaktır. Nano teknolojisisin hızla artan bir teknoloji olarak adlandırılmasının nedeni kendi üretim araçlarını yeniden üretebilme yeteneğidir.

Nanoteknoloji; daha hızlı, düşük maliyetli ve temiz üretim sistemi getirmektedir. Üretim araçları katlanarak yeniden üretilebilecektir, böylece birkaç hafta içersinde birkaç nano fabrikası milyarlarca fabrikayı üretecektir. Bu bir devrimsel, yenilikçi, güçlü ve potansiyel olarak da çok tehlikeli- ya da faydalı bir teknolojidir.

Genel tahminler bunun 20 ila 30 yıl arasında, hatta daha da geç olabileceği yönündedir. Fakat optik, nano litografi, mekanik kimya ve 3 D prototip teknolojileri konusundaki kaydedilen hızlı ilerlemeler bu süreyi kısaltabilir. Burada önemli olan sadece böyle bir gelişmenin ne kadar kısa bir zamanda yapılabileceği değil aynı zamanda bizim bu yeni teknolojiye ne kadar hazır olabileceğimizdir.

Belki kendimize aşağıdaki sorulardan bazılarını sorduğumuzda bu konuyu daha iyi algılayabiliriz.

Bu teknolojiye kim sahip olacak?
Bu çok sınırlı mı olacak yoksa herkes erişebilecek mi?
Fakir ve zengin arasındaki farkı kapatmak için ne yapacak?
Tehlikeli silahlar nasıl kontrol altına alınacak ve tehlikeli kişilerin eline geçmesi engellenecek?

Bu soruların çoğu 10 yıl önce ortaya atılmasına rağmen hala pek bir cevap bulmuş gibi görünmüyor.

Bu teknolojinin ne zaman hayata geçirileceğini tam olarak söylemek zor, bunun bir nedeni de gizli askeri veya endüstriyel geliştirme programlarının normal bir vatandaşın bilgisi dışında ve büyük bir gizlilikle yürütülüyor olmasıdır.

Tam ölçekli olarak nanoteknolojinin önümüzdeki beş veya on yıl içersinde geliştirilip geliştirilmeyeceğini kesin olarak söyleyemeyiz. Fakat şimdiden ihtiyatı elden bırakmayıp bütün senaryolara karşı hazırlıklı olup nanoteknoloji ve gelişimini yakından takip etmeliyiz.[5]

Günümüzde kullanılan üretim teknikleri, moleküler anlamda çok kaba tekniklerdir. Döküm, taşlama, tornalama vs. atomların büyük kitleler halindeki hareketlerine dayanır. Yapı taşları olan atomlar tek tek alınıp istenildiği gibi, üstelik de ucuza mal olacak şekilde birleştirilebilir. Bu gelişme özellikle bilgisayar sektöründe önümüzdeki yıllarda kullanıldığında tümüyle daha temiz, daha dayanıklı, daha hafif ve daha hassas ürünlerin üretilmesi mümkün olacaktır. Nanoteknolojiyle ilgili iki kavram daha vardır; mikro montaj ve kendi kendine çoğalma. Mikro montaja olan ihtiyaç moleküler robot sanayine olan ilgiyi artırıyor. Bu şekilde moleküler boyutlarda ve hassasiyette robotlar üretilmesi söz konusu olabilecek. Bu nano makineler aslında günlük hayatta kullanılan aletlerin ve sistemlerin çok küçük birer kopyaları olacaktır. Nano makinelere en iyi örnek tüm canlıların hücrelerinde bulunan ve hemen hemen her çeşit proteini üretebilen ribozomlardır.

Ribozomlar oldukça küçük organellerdir (sadece birkaç mikro metre küp boyutunda) ve amino asitleri hassas çizgisel bir sırayla arka arkaya dizer ve proteinleri oluştururlar. Bu işlem için ribozomun belirli bir amino asidi seçebilme tekniği vardır. Bunu özel bir tür transfer RNA molekülünün yardımıyla yapar. Ribozomun bu işlemde izleyeceği sıra ona haberci RNA (mRNA) tarafından bildirilir. İşte ribozomların bu işleyiş prensibi, mühendislik alanında uygulanabildiğinde nanoteknoloji hayatımızın her yönüne hitap edecektir.

Nanoteknoloji, benzeri görülmemiş özelliklerdeki yeni aygıtları üretmek için atomların ve moleküllerin bilinen özelliklerini kullanacaktır. Eğer bilim adamları bağımsız atomları ve molekülleri bir yapılanmada belli ölçülerde ve sürede bir araya getirebilirlerse, bu buluş "programlanabilir kendinden inşâ ve türeyen makineler çağı"nın başlangıcı olacaktır. Nanoteknoloji ile üretim yapabilmek için bilim adamlarının üzerinde çalıştığı üç temel adım vardır:

1. Bilim adamlarının bağımsız atomları tek tek kontrol edebilmeleri için tek bir atomu tutup istenen noktaya
getirebilmeyi sağlayacak bir tekniğin geliştirilmesi.

2. İkinci adım nano ölçekli gözlem yapabilen, atomları ve molekülleri isteğe göre kontrol etmeye programlanabilen iş makineleri, yani "derleyici"ler üretmektir. Uygun bir zaman çerçevesinde eşya üretebilmek için trilyonlarca derleyicinin kullanılması.

3. Üçüncü adım olarak ise, yeterli sayıda derleyiciyi elde etmek için varolanı sayısız kez "çoğaltmaya", "kopyalamaya" programlanabilecek "çoğaltıcı"ları geliştirmesi. Otomatik bir şekilde belirli bir ürünü üretmek için bu nanomakinelerin trilyonlarcası bir arada çalışarak alışılmış üretim kalıplarını değiştirecek, üretim maliyetini neredeyse sıfıra indirgeyebilecek, bol üretim yapılabilecek ve ürünler hiç olmadıkları kadar ucuz ve sağlam olabilecektir.

Atomları ve molekülleri taşıyacak, yerleştirecek küçüklükteki ilk robot kolun yapılmasıyla nanoteknolojinin ilk aşaması gerçekleşmiş olacaktır. Böyle bir minyatür robot kolun ürettiği robot kollar da kendi benzerlerini ve diğer nano ölçekli aygıtları yapacaklardır. Sayıları trilyonlara ulaştığında da süper nano bilgisayarlar tarafından kontrol edilen bu sürü ile nesneler üretilebilecektir. [3]

Nanoteknoloji alanında başta NASA olmak üzere dünyanın pek çok büyük araştırma merkezleri ve önde gelen teknoloji enstitüleri milyonlarca dolarlık bütçelerle araştırmalarını büyük bir hızla sürdürüyorlar. Geçtiğimiz Şubat ayında yapılan Colorado Bilim Konferansı'nda, 2004 yılı içerisinde, bir tuz zerresi üzerine monte edilebilecek 400 adet dünyanın en yoğun bilgisayarının ilk yürüyen Çip yapımında kullanılabileceği, bunda başarılı olunduğu takdirde gelecek adımın sinek büyüklüğündeki bir robot böcek yapımı olduğu dünya basınına açıklandı ve bu büyük bir ilgiyle karşılandı. Bilgisayar alanında bu gelişmelere paralel olarak, Malzeme Bilimindeki araştırmalarla çelikten çok daha sağlam; fakat çok daha hafif ve esnek, nano ölçülerde karbon borular yapılmıştır. Üretim maliyeti günlük hayatta kullanılmasına şimdilik imkân vermeyen karbon boruların gittikçe ucuzlaması, imalat alanında bir devrim yaratacaktır. Başka örnek olarak deniz suyunu temizleme ve tuzdan arındırma amacıyla üretilen nanomakineler, aktive edilmiş karbon atomlarından, genişlikleri metrenin milyarda biri kadar olan "mikroborular" üretmekte kullanılabilirler. Elektrik akımıyla harekete geçirilen bu borular deniz suyundaki sodyum ve klor atomlarını ayrıştırabilirler. Bu teori de şu an proje aşamasına geçmiş durumdadır. A.B.D Boston Üniversitesi'nde bağımsız bir grup araştırmacı konu üzerinde çalışmalarına başlamıştır. [3]

Ahir zaman, "son dönem" anlamına gelir ve İslam'a göre kıyamete yakın bir zamanda yaşanacak bir dönemi ifade eder. Kuran'daki işaretler ve Peygamberimiz (S.A.V.)'ın hadislerindeki detaylı açıklamalar biraraya getirildiğinde ortaya önemli bir sonuç çıkmaktadır. Ayet ve hadisler ahir zamanın iki safhalı olduğunu göstermektedir. Birinci devre dünyanın maddi ve manevi sorunlarla dolu olduğu bir dönem; bunun ardından gelecek ikinci devre ise

"Altınçağ" olarak adlandırılan, Kuran ahlakının ve her alanda üstün bir refahın yaşanacağı bir çağdır. Dünyanın, Altınçağ'ın sona ermesiyle birlikte çok hızlı bir sosyal çöküş içine girmesiyle de kıyamet saatinin gelişi beklenmektedir. Altınçağ, ürünlerde ve mallarda çok büyük bolluk ve bereketin yaşandığı bir dönemdir. Bu dönemde ihtiyacı olana istediğinden kat kat daha fazlası verilecek, en ufak bir sıkıntı, yokluk, açlık yaşanmayacaktır. Yeryüzündeki tüm zenginlikler ortaya çıkacak, topraktan her zamankinden çok daha fazla ürün elde edilecektir. Hayatın her anında yaşanan bolluk ve bereket, İslam ahlakını yaşayan müminlere Allah'ın verdiği bir güzellik olacaktır. Konuyla ilgili Peygamber Efendimiz'in bazı hadisleri şöyledir:

"…Muhakkak ki o zamanda mal çoğalıp su gibi akacak da, onu hiçbir kimse (tenezzül edip) kabul etmeyecektir."

"Benim ümmetim o devirde öyle bir refah bulacak ki, o güne dek onun mislini kesinlikle bulmamıştır. Yer yemişini (gıda ürünlerini) verecek ve insanlardan hiçbir şey saklamayacak (vermemezlik etmeyecek)tır. Mal da o gün çok birikmiş olacaktır." [d]

Nanoteknoloji de beklenen gelişmeler maddi bolluğun yaşanacağı müjdelenen bu döneme işaret ediyor olabilir. (Şüphesiz en doğrusunu Allah bilir.) [3]

[a] Cristina Buzea, Ivan Pacheco, and Kevin Robbie "Nanomaterials and Nanoparticles: Sources and Toxicity" Biointerphases 2 (1007) MR17-MR71.
[b] N. Taniguchi, "On the Basic Concept of 'Nano-Technology'", Proc. Intl. Conf. Prod. London, Part II, British Society of Precision Engineering, 1974.
[c] Tübitak 2023 Vizyon Belgesi.
[d] Sünen-i İbni Mace, 10-347/ Ramuz el Ahadis, s. 508/ İbni Mace-Tabarani'nin Kebiri.

Kaynaklar

[1] www.nanoturk.com/
[2] tr.wikipedia.org/wiki/Nanoteknoloji
[3] www.gelecegindunyasi.com/nanoteknoloji.html
[4] www.soylenasil.com/bilim/nanoteknoloji/
[5] www.soylenasil.com/bilim/nanoteknoloji/nanoteknoloji2.htm



MUSA KARADAĞ
KİMYAGER / İŞ GÜVENLİĞİ UZMANI