Nanoteknoloji

Nanoteknolojinin önemli olmasının bazı nedenleri: Geniş uygulama alanları: Nanoteknoloji, sağlık, elektronik, enerji, gıda, çevre, tekstil gibi birçok sektörde kullanılır. Yüksek performans: Nanoteknolojik malzemeler, yüksek dayanıklılık ve performans sunar. Maliyet etkinliği: Üretim maliyetlerini düşürerek daha fazla üretim imkanı sağlar. İnovasyon ve gelişim: Nanoteknoloji, bilim ve mühendislik alanında ileri fonksiyonel sistemlerin üretilmesini mümkün kılar. Sağlık alanındaki katkılar: Nanoteknoloji, kanser tedavisi gibi alanlarda doğrudan hedefe ulaşan tedavi yöntemlerinin geliştirilmesine olanak tanır. Çevreye katkı: Kirli ve atık suların temizlenmesi, petrol sızıntılarının zararlarının en aza indirgenmesi gibi çevre dostu çözümler sunar. Ancak, nanoteknolojinin zehirlilik ve çevresel etki gibi bazı riskleri de bulunmaktadır.

Holey, genellikle tuzlu bisküvi olarak bilinen ve bir marka tarafından üretilen bir üründür. Holey Süper Grafen ise, Nanografi şirketi tarafından geliştirilen ve birçok alanda kullanılan bir malzemedir. Kullanım alanlarından bazıları: Genetik araştırmalar ve biyoteknoloji. İlaç geliştirme ve DNA geçişlerini izleme. Çevresel tespitler ve gıda güvenliği. Enerji depolama ve yakıt hücreleri. Su arıtma sistemleri ve membranlar. Elektronik cihazlar ve gaz sensörleri. Holey Süper Grafen, yüksek iletkenlik, yüksek yüzey alanı ve elektrokimyasal performans gibi özelliklere sahiptir.

Nano ve mikro teknoloji arasındaki temel farklar ölçek ve çalışma prensiplerindedir: Mikro teknoloji, sıvı akışlarını mikro ölçekte, genellikle 1 ila 1000 mikrometre arasındaki boyutlara sahip kanallarda manipüle etme ve analiz etme bilimini ifade eder. Nano teknoloji ise, nano ölçekte, tipik olarak 1 nanometre ila 100 nanometre arasında değişen kanallardaki akışkanların manipülasyonu ve kontrolüyle ilgilenir. Ayrıca, nano teknoloji kuantum mekaniği ve istatistiksel mekaniği gerektirirken, mikro teknoloji daha çok klasik fiziğe dayanır.

Nanoteknoloji okuyanların yapabileceği bazı işler: Malzeme mühendisi. Nanoteknoloji malzeme mühendisi. Planlama uzmanı. İş geliştirme uzmanı. Nanoteknoloji okuyanların çalışabileceği bazı alanlar: enerji firmaları; sağlık firmaları; ilaç firmaları; savunma sanayi; teknoloji firmaları; plastik üretim firmaları. Nanoteknoloji mezunları; biyomedikal mühendisleri, biyoteknoloji mühendisleri, nanosensör mühendisleri, nanoteknoloji mühendisleri, nanomateryal mühendisleri, nanobiyoteknoloji mühendisleri, nanobiyolojik mühendisleri, nanoteknoloji tasarımcıları, nanomühendisleri, nanoteknoloji bilim insanları ve nanoteknoloji geliştiricileri gibi çeşitli pozisyonlarda çalışabilirler. Ayrıca, üniversitelerde ve araştırma kurumlarında, ilaç şirketlerinde, teknoloji şirketlerinde, çevre koruma ve kontrol şirketlerinde, savunma kuruluşlarında, enerji üretim ve depolama şirketlerinde, malzeme üretim şirketlerinde ve diğer sektörlerde de görev alabilirler.

Bloodshot: Durdurulamaz Güç filmi, öldürülmesinin ardından Bloodshot olarak tekrar hayata döndürülen bir askerin hikayesini anlatıyor. ABD askeri Ray Garrison, Orta Doğu’da görev yaparken öldürülür. Yavaş yavaş geçmişini hatırlamaya başlayan Ray, kontrolünü geri kazanmak için zorlu bir savaş verir.

NIA kısaltması farklı alanlarda farklı anlamlara gelebilir: National Institute on Aging (NIA), ABD Ulusal Sağlık Enstitüleri'ne bağlı olarak yaşlanma sürecini anlamak ve yaşlıların sağlıklı yaşam sürelerini uzatmak amacıyla araştırma, eğitim ve bilgi yayma faaliyetleri yürüten bir enstitüdür. National Investigation Agency (NIA), Hindistan'da terörizmle ilgili vakaları soruşturmakla görevli merkezi bir kurumdur. Nia, kod tabanlarını anlayan ve iş akışlarını kolaylaştıran iş birliğine dayalı bir yapay zeka geliştiricisidir.

Nano ürünlerin sağlığı etkileme durumu, hem olumlu hem de olumsuz yönler içermektedir. Olumlu yönleri: Nano teknoloji ile üretilen ürünler, daha küçük boyutlarda olduğu için cilt gözeneklerinden daha kolay geçerek cildin alt tabakalarına nüfuz edebilir ve daha etkili sonuçlar verebilir. Antibakteriyel özelliklere sahip nano gümüş parçacıkları, diş macunu, yüz temizleme jeli ve deodorant gibi ürünlerde kullanılarak hijyen sağlar. Olumsuz yönleri: Nano parçacıklar, cilt tarafından yabancı madde olarak algılanabilir ve alerjik reaksiyonlara yol açabilir. Kan dolaşımına karışabilen bu parçacıklar, iç organlara ulaşarak DNA hasarına neden olabilir. Hamile kadınların nano kozmetik ürünlerini kullanması önerilmez, çünkü bu ürünlerdeki maddeler kana karışarak bebeğe etki edebilir. Nanoteknolojinin sağlık üzerindeki etkileri konusunda daha fazla bilgi edinmek için bir sağlık uzmanına danışılması önerilir.

Sentez yöntemi, kullanılan tekniğe göre değişiklik gösterebilir. İşte bazı yaygın sentez yöntemleri ve genel uygulama adımları: Katı Hal Sentezi: Başlangıç maddeleri, reaksiyon denklemine göre stokiyometrik oranlarda tartılır. Maddeler havanda ezilerek öğütülür ve platin krozeye alınarak kül fırına yerleştirilir. Karışım, belirlenen sıcaklık artış oranlarıyla 400°C ve 450°C'ye çıkarılır ve bu sıcaklıklarda 3-5 saat bekletilir. Kalsine edilen karışım, gerekli durumlarda 600°C ve 900°C gibi ara sıcaklıklarda 3-10 saat, son olarak 650°C ile 1150°C arasında 12-48 saat ısıtılır. Ürünler, havanda ezilerek toz haline getirilir, sıcak saf su ile yıkanır ve 60°C'de 4 saat kurutulur. Hidrotermal Sentez: Başlangıç maddeleri, reaksiyon denklemine göre stokiyometrik oranlarda tartılır. Maddeler teflon otoklav içine konur ve üzerine saf su ilave edilir. Otoklav, 160°C ile 230°C arasındaki sıcaklıklarda 3-4 gün bekletilir. Deney sonucunda oluşan malzemeler ezilerek toz haline getirilir, sıcak saf su ile yıkanır ve 60°C'de 4 saat kurutulur. Mikrodalga Sentezi: Başlangıç maddeleri, reaksiyon denklemine göre stokiyometrik oranlarda tartılır. Karışım porselen krozeye konur ve mikrodalga fırına yerleştirilir. Maddeler, her deney için belirlenen süre boyunca (2-30 dakika) mikrodalga ışınlamaya maruz bırakılır. Deney sonucunda oluşan malzemeler ezilerek toz haline getirilir, sıcak saf su ile yıkanır ve 60°C'de 4 saat kurutulur. Sentez yöntemleri hakkında daha fazla bilgi için ilgili kaynaklara başvurulabilir.

C60 fullerenin tıpta bazı kullanım alanları: Antioksidan ve anti-enflamatuar etkiler: C60 fulleren, vücuttaki serbest radikalleri nötralize edebilen güçlü bir antioksidandır ve nörodejeneratif hastalıklara karşı koruyucu olabilir. Nöral koruma: Beyin dokusunu oksidatif stresten koruyarak bilişsel sağlığı destekleyebilir. İlaçların kontrollü salınımı: İlaçların hedef dokulara salınımını düzenlemede kullanılabilir. Nanotıp uygulamaları: Fullerenler, aktif bileşiklerin bakterilere veya kanser hücrelerine yönlendirilmesi için kullanılabilir. Antibakteriyel ve antiviral özellikler: Bakteri hücre zarlarını bozarak ve hidrojen peroksit üreterek antibakteriyel etki gösterir. C60 fullerenin insan üzerindeki etkileri sınırlı sayıda araştırmaya dayalıdır ve uzun vadeli güvenliği tam olarak belirlenmemiştir.

Fullerenin bazı faydaları: Antioksidan etkisi: Vücuttaki serbest radikalleri nötralize edebilir, bu da oksidatif hasara karşı koruma sağlar. Nöroprotektif etki: Beyin dokusunu koruyabilir ve bilişsel sağlığı destekleyebilir. Uzun ömür ve yaşlanma karşıtı etki: Hayvan çalışmalarında yaşam süresini uzattığı gözlemlenmiştir. Çevresel iyileştirme: Ağır metalleri ve organik kirleticileri adsorbe edebilir, bu da çevresel temizlik için potansiyel sunar. Fullerenin insan üzerindeki etkileri sınırlı sayıda insan çalışmasına dayanmaktadır ve uzun vadeli güvenlik verileri henüz yeterli değildir. Fulleren kullanmadan önce bir sağlık uzmanına danışılması önerilir.

Prof. Dr. Levent Trabzon, İstanbul Teknik Üniversitesi (İTÜ) Makina Mühendisliği Bölümü'nde profesör olarak görev yapmaktadır. Bazı uzmanlık alanları: mikro elektro mekanik sistemler (MEMS); malzeme tasarımı ve davranışları; nanoteknoloji; polimer-nano kompozitler. Ayrıca, İTÜ MEMS Araştırma Merkezi'nin direktörüdür.

Atomik Kuvvet Mikroskobu (AFM) cihazı, numune yüzeyini taramak için bir çubuk benzeri düzenek ucundaki ince bir iğne kullanır. AFM cihazının çalışma aşamaları şu şekildedir: Algılama. Görüntüleme. AFM, üç boyutlu bir yüzey görüntüsü üzerinde incelemeye olanak sağlamanın yanı sıra, yüzey pürüzlülüğü parametrelerini rakamsal olarak da verebilir. AFM cihazının çalışma prensibi ve modları hakkında daha fazla bilgi için aşağıdaki kaynaklar kullanılabilir: merkezilab.nku.edu.tr; wiki.anton-paar.com.

Evet, nanoteknolojinin geleceği vardır ve bu teknoloji çeşitli alanlarda önemli potansiyeller sunmaktadır. Nanoteknolojinin bazı gelecekteki kullanım alanları: Sağlık ve tıp: Hedefe yönelik ilaç dağıtımı ve yenilikçi teşhis araçları. Elektronik ve bilgi işlem: Daha hızlı ve verimli bilgisayar işlemcileri. Enerji ve çevre: Yüksek verimli güneş pilleri ve enerji depolama cihazları. İmalat ve malzemeler: Daha güçlü, hafif ve dayanıklı ürünler. Tarım ve gıda: Daha etkili gübreler, böcek ilaçları ve gıda katkı maddeleri. Nanoteknolojinin yaygın kullanımının, sürdürülebilirlik, kaynak verimliliği ve çevresel koruma gibi alanlarda da olumlu etkiler yaratması beklenmektedir. Ancak, nanoteknolojinin potansiyel riskleri ve etik sorunları da bulunmaktadır, bu nedenle dikkatli bir şekilde geliştirilmesi ve yönetilmesi gerekmektedir.

Nanoteknolojinin günlük hayatta bazı kullanım alanları: Giyim: Nano boyutlu gümüş ve titanyum parçacıkları içeren kumaşlar, giysilerin antibakteriyel, leke tutmaz ve kokusuz olmasını sağlar. Güneş kremleri: UV ışığını yüksek oranda emen inorganik nanopartiküller içerir. Mobilya: Ahşaba uygulanan nano gümüş, bakır ve çinko, mobilyaları zararlılardan ve mantarlardan korur. Otomotiv: Araçların boya kaplamalarında ve aşınmaya dayanıklı malzemelerde kullanılır. Gıda: Gıda ambalajlarında kullanılan nano kaplamalar, mikroorganizmaların etkilerini azaltır. Su ve hava kalitesi: Su ve hava arıtma sistemlerinde nanomalzemeler kullanılır. Elektronik: Daha küçük, hızlı ve güçlü çiplerin üretiminde nanoteknoloji kullanılır. Nanoteknolojinin sağlık, enerji ve savunma gibi birçok alanda daha geniş kullanım alanları bulunmaktadır.

Nanobilim ve nanoteknoloji arasındaki temel fark, nanobilim in nano ölçekteki malzeme ve olayların incelenmesi, nanoteknoloji ise bu araştırmaların pratik uygulamaları olmasıdır. Nanobilim, nano ölçekteki (1 ila 100 nanometre) malzemelerin özelliklerini ve davranışlarını araştırır. Nanoteknoloji, nanobilim araştırmalarının verilerini kullanarak nano ölçekte yapılar, sistemler, cihazlar ve teknolojiler geliştirir.

Micro teknolojisi, özellikleri bir mikrometre (metrenin milyonda biri, 10⁻⁶ metre) büyüklüğünde olan teknolojileri ifade eder. Bazı micro teknolojisi türleri: MEMS (Mikro Elektro Mekanik Sistemler). Micro-LED ekran teknolojisi. Mikro iğneler.

Kendi kendini temizleyen yüzeyler şu yöntemlerle oluşturulabilir: Hidrofobik/süperhidrofobik kaplamalar: Lotus etkisi prensibine dayanır ve düşük yüzey enerjili kaplamalardır. Hidrofilik/süperhidrofilik kaplamalar: Yüzeye su yayılımı yaparak çalışır. Fotokatalitik kaplamalar: UV ışık kaynağına maruz kaldığında, kaplamanın oksidatif özelliği yüzeydeki organik maddeleri ayrıştırır ve temizler. Kendi kendini temizleyen yüzeyler oluşturmak için kullanılan bazı malzemeler: Titanyum dioksit (TiO2) ve çinko oksit (ZnO) gibi yarı iletken malzemeler; Sol-jel yöntemiyle elde edilen SiO2, TiO2 ve Al2O3 gibi malzemeler. Yüzey oluşturma yöntemleri arasında litografi, elektrokimyasal çökeltme ve daldırma kaplama bulunur. Kendi kendini temizleyen yüzeylerin sentezi, uzmanlık gerektirdiğinden bir uzmana danışılması önerilir.

Nanoteknolojinin amacı, maddelerin atomik, moleküler ve supramoleküler seviyede kontrol edilerek yeni ve faydalı materyaller üretmektir. Nanoteknolojinin bazı amaçları: Sağlık sektörü: Kanser tedavisi, ilaç taşıma sistemleri ve teşhis teknolojilerinde yenilikler. Elektronik: Daha küçük, hızlı ve enerji verimli cihazlar. Enerji: Güneş panellerinin verimliliğini artırma ve pil teknolojilerini geliştirme. Çevre: Su arıtma ve hava kirliliği kontrolü. Otomotiv: Daha hafif, dayanıklı ve yakıt verimliliği yüksek malzemeler. Tekstil ve kozmetik: Nano kaplamalar ile leke tutmaz kumaşlar ve etkili cilt ürünleri.

AFM (Atomik Kuvvet Mikroskobu) testinin yapılma nedenlerinden bazıları şunlardır: Malzeme analizi. Yüzey pürüzlülüğü ölçümü. Nanoteknoloji. Yüzey modifikasyonu. Malzeme kusurlarının tespiti. Ayrıca, AFM testi, gıda güvenliği açısından önemli olan aflatoksin M₁ (AFM₁) kontaminasyonunu tespit etmek için de kullanılır. AFM testinin yapılma nedeni, testin uygulandığı alana göre değişiklik gösterebilir.

Lotus etkisi, lotus yapraklarının su ve kirin kolayca yuvarlanmasını sağlayan özel yüzey yapısı sayesinde kendi kendini temizleyebilmesi olgusudur. Bu etki, yüzeyin nano yapısı ve hidrofob karakteri nedeniyle ortaya çıkar. Lotus etkisi, çevre dostu ve uygun maliyetli bir çözüm sunarak su ve kimyasal temizlik maddelerine olan ihtiyacı azaltır.