Nanoteknoloji Nedir ?

Nanoteknoloji Nedir ?

12 Ağustos 2018 Kapalı Yazar: admin

Nanoteknoloji; atomlar, moleküller ve super-moleküler yapılar seviyesindeki nanometre uzunluk skalasında maddenin kontrolü yoluyla, malzemelerin aygıtların ve sistemlerin yaratılmasıyla fayda sağlanmasıdır. Nanoteknoloji esası, yeni moleküler organizasyonlarla daha büyük yapılara ulaşmak için bu seviyelerde çalışabilme yeteneğidir.

Nanoteknoloji, son yıllarda insanların ihtiyaç duyduğu geleceğe dönük, maddenin nano boyutta kontrolü, malzeme dahil, fizik, kimya, biyoloji, tıp ve bilgisayar gibi disiplinlerde önemli rol oynayacaktır. Bu teknolojinin amacı; malzemelerin fiziksel, kimyasal ve biyolojik özellikler gösterebilmesini sağlamak ve bunu insanlığın faydası yönünde kullanabilmektir.

nanoteknoloji-nedir

nanoteknoloji-nedir

“Nano” kelimesi; herhangi bir fiziksel büyüklüğün bir milyarda biri anlamına gelir. Bir nanometre ise metrenin bir milyarda birine eşit olan bir uzunluk birimini gösterir. Nano ölçek seviyesindeki malzemelerin özellikleri makroskobik ölçekten tamamen farklı olup nano-ölçeğe yaklaştıkça bir çok özel ve yararlı olay ve yeni özellikler ortaya çıkmaktadır.

Nanoteknoloji; nanometre ölçülerinde bir özelliği bulunan malzemenin, özelliklerinin değiştirilerek ya da optimize edilerek, geliştirilmesine olanak sağlar. Yani malzeme özelliklerinin moleküler düzeyde değiştirilmesi olarak tanımlanır.

Nanoteknoloji sayesinde yapılabilecek şeyler çok fazladır. Örnek olarak, saydam malzeme imalatı, akıllı kumaşlar, düşük ağırlık ve yüksek dayanım, kir tutmayan malzemeler vb.

Daha önce de bahsettiğimiz üzere, nanometre metrenin milyarda biri olarak tanımlanmaktadır. Yaklaşık olarak molekül düzeyinde yapılan düzenlemeler ile fiziksel, biyolojik, fiziksel, elektronik alanlarda yapılan iyileştirmeler ve geliştirmeler neticesinde malzemelerin fonksiyonlarının geliştirilmesi işlemine ” Nanoteknoloji ” denilmektedir.

Günümüz teknolojisinde, Dünya neredeyse tüm alanlarda hem işlevsel hem de boyut olarak küçük ve az enerji tüketen ürün kullanımında artan bir eğilim göstermektedir.

İlerleyen bu teknolojik eğilimde, nanoteknoloji alanında yatırım yapmayan ve gelişim göstermeyen toplumlar gerilemeye mahkum olacaklardır.


Nanoteknoloji ve Temelleri

Bu teknolojinin uygulanması ile birlikte moleküler ölçüde çalışmalar da başlamış bulunmaktadır. Bugünün teknikleri uygulanarak, geleceğin malzemeleri üretilmektedir. 1 nanometre ( nm ) metrenin milyarda biridir. Konuyu daha iyi idrak edebilmek için aşağıdaki örnekleri vermek doğru olacaktır;

  • Karbon atomları arasındaki bağ uzunluğu 0.12 nanometre ( nm ) civarındadır.
  • Bir DNA çift sarmalının çapı 2 nanometre ( nm ) ölçüsündedir.
  • Tek hücreli bazı bakterilerin boyları yaklaşık 150-200 nanometre ( nm ) civarındadır.

Nanometre ile metre kıyaslaması yapıldığında, bir misket bilyanın çapı ile dünyanın çapı kıyaslaması aynı orandadır.

Bu teknolojideki ilginç olaylardan bazılarına bakacak olur isek eğer, makro boyutta bazı özelliklere sahip olan malzemeler, işler nano boyuta geldiğinde değişmektedir. Örneğin, bakır metali normalde makro boyutta iken opaktır. Yani ışığı geçirmez. Ancak; nano boyuta indirgendiğide ışığı geçirir. Aynı şekilde altın, makro boyutlarda iken hiç bir tepkimeye girmez iken, nanoteknoloji işin içine girince her türlü tepkimeye açık hale gelmektedir.

Nanoteknolojinin Amaçları ve Yararları

Nanoteknoloji kullanılarak, yapıların nano boyutlardaki analizleri, fiziksel özelliklerinin araştırılması, nano boyutta makine ya da başka yapıların imal edilebilmesi sağlanır.

Bu yeni teknoloji sayesinde, malzemelerin istenilen özelliklerinde artış sağlanır iken, istenmeyen özellikleri yok edilebilmektedir. Nanoteknoloji sayesinde çok daha hassas cihazların geliştirilmesi de bu teknolojinin nimetlerinden biridir.

Böylece, daha hafif malzeme tipleri üretilirken aynı zamanda da malzeme dayanımından ödün verilmemiş olunacaktır. Günümüzde enerji tüketiminin büyük önem arz ettiği aşikardır. Daha yüksek dayanımlara daha düşük ağırlıklar ile sahip olunması insanoğlunun yüzyıllardır sahip olmayı istediği bir güçtür.


Nanoteknoloji ve Amaçlar

Genellikle bilim-kurgu filmlerinde karşılaştığımız bir çok olgu aslında nanoteknoloji sayesinde gelecekte mümkün olabilecektir. Doğada hali hazırda var olan bir çok olguyu, malzemelere aktarmayı amaçlayan bilim adamları çalışmalarına son 10 yılda ivme kazandırmışlardır.

Kendilerini kontrol edebilen, hatalarını denetleyen, hataları düzeltebilen, kendini onarabilen araçların imal edilebildiği bir sanayi düşünün. İnsana olan bağımlılığın bir nebze dahi olsa ortadan kalkması, yeni bir sanayi devrimi olarak nitelendirilecektir.

Daha ileri ki senaryolarda ise, nano boyutlarda robot imal ederek, bu robotlardan milyonlarcasının nanoteknoloji prensiplerini kullanarak imalat yaptığı bir dönem gelecektir. Malzeme biliminin temeli gereği, eğer bir malzemenin sahip olduğu atomları kontrol edebilirseniz, malzemenin de bütün özelliklerini istediğiniz gibi değiştirebilirsiniz.

Nanoteknoloji Örnekleri

Bu teknoloji kullanılarak üretilen bir tenis topunun çok daha uzun süre kullanılabilmesi ya da bir golf topunun sopa ile vurulduğunda çok daha stabil ve düzgün bir şekilde havalanması sağlanmaktadır.

nanoteknoloji tenis

nanoteknoloji tenis

golf topu

golf topu

Bu teknoloji kullanılarak üretilen bazı pantolon, t-shirt ya da çorapların, kışın sıcak yazın ise soğuk tutabilmesi. Ayrıca klasik konvensiyonel yöntemler ile üretilenlere göre çok daha uzun süre dayanabilmesi.

tekstil

tekstil

Nanoteknoloji kullanılarak üretilen bandaj ya da yara bantları içerisinde gümüş iyonları barındırarak, yaraların çok daha hızlı bir şekilde iyileştirilmesini sağlamaktadır. Bu teknolojinin kullanılması ile modern tıp alanındaki uygulamalar önümüzdeki yıllarda çok daha yayın ve ucuz olacaktır. Çok uç bir örnek olarak gözükse bile, nano boyutta üretilen robotların kullanılması ile, kanserli ya da hastalıklı bir hücrenin, ilaçlar ile değil, direkt olarak hasta hücreye müdahale etmesiyle vücudu tahrip etmeden iyileşme sağlanacaktır. Bu da ölümleri ilerleyen yıllarda ciddi boyutta azaltacaktır.

Bilim insanlarının son yıllarda çalıştığı bir diğer olay ise, dizel motorların egzoz emisyonlarının çok ciddi anlamda düşürmektir. Bilindiği üzere, benzinli motorlara göre dizel motorlarda zararlı gazların egzoz gazı olarak dışarıya çıkışı çok fazladır. Bu teknoloji ile üretilmiş platinlerin katalizatör olarak kullanılması emisyonları ciddi oranda düşürecektir.

Günümüzde kullanılacak diğer bir uygulama alanı ise otomobillerdir. Mevcut çelik oranı gün geçtikçe düşen otomotiv sanayinde, günümüzde kompozit malzeme kullanımı hızla artmaktadır. İlerleyen yıllarda nanoteknolojinin kullanımı ile, ağırlık çok daha düşecek, yakıt tüketimi de doğrudan ilgili olarak azalacaktır. Motor yağlarında bu teknolojinin kullanımı ile, sürtünme katsayısı azalacak, motor ömrü ve verimi artacak. Böylece içten yanmalı motorların kronik problemi olan verimsiz yanma oranı düşecektir.

Tekstil sanayinde ise, artık bir çoğumuzun bildiği gibi, ütü gerektirmeyen kıyafetler ya da leke tutmayan elbiseler artık hayatımıza girmiş bulunmaktadır.

nanoteknoloji akıllı kıyafet

nanoteknoloji akıllı kıyafet

Son Söz


Otomatik bir şekilde belirli bir ürünü elde etmek için bu nano-makinelerin 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.

Geleceğin teknolojisi, malzeme biliminde tam olarak da budur. İlerleyen yıllarda hayal bile edilemeyecek şeyler, malzeme bilimi sayesinde gerçeğe dönüşecektir.

Nanoteknoloji ile kaplanmış cisimlerle ilgili videoya aşağıdaki linkten ulaşabilirsiniz…

https://www.youtube.com/watch?v=1BVu1wqJN3w

Atom ile ilgili yazımıza aşağıdaki linkten ulaşabilirsiniz…

https://www.metalurjimalzeme.net/atom-2/

Please follow and like us:
error