Nanoteknoloji

Nanoteknoloji, çeşitli alanlarda önemli dönüşümler yaratma potansiyeline sahip olduğu için önemlidir: 1. Sağlık ve Tıp: Nanoteknoloji, hedefe yönelik ilaç dağıtımı ve erken teşhis gibi yöntemlerle tedavi süreçlerini iyileştirir. 2. Elektronik ve Bilgi İşlem: Nano ölçekli transistörler ve cihazlar, daha hızlı ve verimli bilgisayarlar ile tüketici elektroniği sağlar. 3. Enerji: Nanomalzemeler, güneş pillerinin verimliliğini artırır ve enerji depolama cihazlarını geliştirir. 4. Çevre: Kirli suların arıtılması ve hava filtrasyonu gibi çevresel iyileştirmeler için nanoteknoloji kullanılır. 5. İmalat ve Malzemeler: Nano üretim teknikleri, daha güçlü, hafif ve dayanıklı ürünler sunar. Bu uygulamalar, nanoteknolojinin yaşam kalitesini artırma ve sürdürülebilir kalkınmaya katkıda bulunma potansiyelini ortaya koyar.

Nano teknoloji, maddenin atomik ve moleküler düzeyde manipüle edilmesi anlamına gelir.

"Holey" kelimesi iki farklı bağlamda kullanılabilir: 1. Malzeme Bilimi ve İnşaat: "Holey" kelimesi, bir nesnenin, yüzeyin veya malzemenin birçok delik içerdiğini ifade etmek için kullanılır. 2. Nanoteknoloji: "Holey süpergrafen" olarak adlandırılan bir nanomalzeme, grafen tabakalarının belirli bölgelerinin deliklerle delinmesi veya boşaltılmasıyla oluşturulur.

Nanoteknoloji, maddelerin 1-100 nanometre ölçeğinde manipülasyonu üzerine yoğunlaşmış bilim dalıdır.

Nano ve mikro teknolojiler 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 okuyanlar, maddenin nanometre boyutlarındaki özelliklerini inceleyerek çeşitli alanlarda çalışma imkanı bulurlar. Mezunların yapabileceği işler şunlardır: Araştırma ve Geliştirme: Yeni nanomalzemelerin sentezlenmesi, karakterizasyonu ve uygulanması gibi süreçlerde yer almak. Endüstri: Ürün geliştirme ve kalite kontrol departmanlarında görev alarak endüstriyel süreçlerin iyileştirilmesine katkıda bulunmak. Sağlık Sektörü: Tıbbi cihazlar, ilaç teslim sistemleri ve biyosensörler gibi alanlarda çalışmak. Enerji Sektörü: Güneş panelleri, yakıt hücreleri ve enerji depolama sistemleri gibi alanlarda nanoteknoloji kullanarak verimliliği artırmak. Akademik Kariyer: Üniversitelerde veya araştırma enstitülerinde öğretim görevlisi veya araştırmacı olarak çalışmak. Ayrıca, nanoteknoloji danışmanlığı ve teknoloji transferi gibi pozisyonlarda da görev alabilirler.

Bloodshot: Durdurulamaz Güç filmi, bir çatışma sırasında öldürülen bir askerin nanoteknolojik yeniliklerle hayata döndürülmesini konu alır. Başrolde Vin Diesel'in canlandırdığı Ray Garrison, kendisini hayata döndürenlere bile güvenemeyeceği olaylar silsilesi içinde, öldürülmüş olan karısının intikamını almaya çalışır. Filmde ayrıca, Ray'in süper güçlere sahip diğer askerlerle çalışması ve hafızası geri gelmeye başladıkça, gerçeklerin peşine düşmesi de anlatılır.

"Durdurulamayan Güç" ifadesi, fizikte "Irresistible Force Paradox" olarak bilinen bir kavramı ifade eder. 2020 yapımı "Bloodshot: Durdurulamaz Güç" filmi ise bu kavramdan farklı bir hikayeyi konu alır.

Nanoteknoloji, maddenin 1-100 nanometre ölçeğinde manipülasyonu üzerine yoğunlaşmış bilim dalıdır. Nanoteknolojinin bazı örnekleri: 1. Sağlık: Kanserin tedavisi için doğrudan hedeflenen hücreye ulaşan tedavi yöntemleri, kanın pıhtılaşmasını hızlandıran bandajlar ve alerjik reaksiyonları önleyen uygulamalar. 2. Elektronik: Daha yüksek çözünürlüğe ve görüntü kalitesine sahip ekranların üretimi, ince, hafif ve güçlü mikroçiplerin geliştirilmesi. 3. Enerji: Güneş panellerinin daha hafif, esnek ve uygun maliyetle üretilmesi, rüzgar türbinlerinde kullanılan dayanıklı ve hafif malzemelerin üretimi. 4. Çevre: Kirli ve atık suların temizlenmesi, petrol sızıntılarının zararlarının en aza indirgenmesi. 5. Tekstil: Leke tutmayan kumaşlar, antibakteriyel ve koku tutmaz tekstil malzemeleri.

NIA farklı bağlamlarda farklı anlamlara gelebilir: 1. Nanotechnology Industries Association (NIA): Bu, nanoteknoloji alanında faaliyet gösteren bir sektör bağımsız uzman, üyelik ve savunuculuk kuruluşudur. 2. National Investigation Agency (NIA): Hindistan'da terörizmle ilgili suçları soruşturan bir anti-terörizm kolluk kuvvetidir. 3. Infosys Nia: İşletmelere kurumsal düzeyde yapay zeka çözümleri geliştirmeyi, dağıtmayı ve sürdürmeyi sağlayan bir yapay zeka platformudur.

Nanoteknoloji, maddenin 1 ila 100 nanometre boyutlarında manipüle edilmesiyle ilgilenen bir bilim dalıdır.

Empa, İsviçre Federal Malzeme Bilimi ve Teknolojisi Laboratuvarları olarak, malzemeler ve teknolojiler alanında araştırma ve geliştirme faaliyetleri yürütmektedir. Empa'nın başlıca çalışma alanları: - Nanoyapılı malzemeler ve teknolojiler. - Çevre, enerji ve sürdürülebilir bina teknolojileri. - Kişiselleştirilmiş tıp ve medtech uygulamaları. Ayrıca, endüstriyel ortaklarıyla işbirliği yaparak akademik uzmanlığını endüstriyel üretime aktarmakta ve yenilikçi ürünler geliştirmektedir.

Nanoteknoloji mühendisi, malzemelerin atomik ve moleküler seviyede manipülasyonu ile yenilikçi teknolojiler geliştirir. Bu kapsamda aşağıdaki görevleri yerine getirir: Nanomalzeme tasarımı ve üretimi: Yeni nanomalzemeler geliştirir ve üretim süreçlerini optimize eder. Cihaz geliştirme: Nanoelektronik cihazlar, biyomedikal cihazlar ve diğer teknolojik cihazların tasarımını yapar. Araştırma ve geliştirme: Nanoteknolojik ürünler ve çözümler geliştirme projelerinde yer alır. Çevre mühendisliği: Çevre kirliliği sorunlarını çözmek ve sürdürülebilir teknolojiler geliştirmek için nanoteknolojiden faydalanır. Akademik çalışmalar: Üniversitelerde araştırmalar yapar ve ders verir. Çalışma ortamı genellikle araştırma laboratuvarları ve temiz odalardır.

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. Sonuç olarak, nano ürünlerin kullanımı dikkatli bir şekilde yapılmalı ve cilt yüzeyinde istenmeyen bir etki görüldüğünde hemen bırakılmalıdır.

Sentez yöntemi iki ana şekilde uygulanabilir: tez-antitez-sentez ve kimyasal ve fiziksel sentez yöntemleri. Tez-antitez-sentez yöntemi şu adımlarla gerçekleştirilir: 1. Tez: Bir fikrin veya tanımın başlangıç noktası belirlenir. 2. Antitez: Tezin zıttı olan bir düşünce ortaya konur. 3. Sentez: Tez ve antitez arasında bir uzlaşma sağlanarak yeni bir fikir oluşturulur. Kimyasal ve fiziksel sentez yöntemleri ise nano ölçekli malzemelerin üretiminde kullanılır ve şunları içerir: - Sol-jel yöntemi: Metal alkoksitler veya klorürler gibi öncü maddelerin hidrolizi ve yoğunlaşması yoluyla nanopartiküller sentezlenir. - Mekanik öğütme: Yüksek hızlarda dönen bilyalarla malzemeleri nanoboyuta kadar öğüterek nanopartiküller elde edilir. - Lazer ablasyonu: Yüksek güçlü bir lazer ışını kullanarak bir malzemeden maddeyi çıkarıp NP'ler oluşturulur. - Kimyasal buhar biriktirme (CVD): Gaz fazındaki reaktanlar, belirli bir sıcaklıkta bir alt tabakaya gönderilerek NP'ler oluşturulur.

C60 fulleren tıpta çeşitli potansiyel uygulamalara sahiptir: 1. Antioksidan Özellikler: C60 fulleren, serbest radikalleri ve reaktif oksijen türlerini etkisiz hale getirme kabiliyetine sahiptir, bu da onu anti-aging ürünlerde ve kanser tedavisi alanında faydalı kılar. 2. İlaç Dağıtım Sistemleri: Fulleren türevleri, ilaçları vücuttaki belirli bölgelere hedefli bir şekilde iletmek için kullanılabilir. 3. Fotodinamik Tedavi: Kanser hücrelerini hedef almak ve yok etmek için fotosensitizör olarak kullanılabilir. Bu uygulamalar, C60 fullerenin malzeme bilimi, nanoteknoloji ve biyomedikal alanlarda daha geniş bir rol oynamasını sağlamaktadır.

Fullerenin faydaları şunlardır: 1. Mekanik Özellikler: Fullerenler, yüksek mukavemet ve esneklik sunar, bu da onları yağlayıcı ve yapı malzemelerinin güçlendirilmesi için ideal kılar. 2. Elektronik Özellikler: C60 molekülü, yarı iletken olup, güneş pilleri, organik ışık yayan diyotlar (OLED) ve diğer elektronik cihazlarda kullanılabilir. 3. Biyomedikal Uygulamalar: Fullerenler, ilaç dağıtımı ve tıbbi görüntüleme gibi alanlarda potansiyel gösterir, hücre zarlarını geçerek ilaçları belirli bölgelere iletebilir. 4. Çevresel İyileştirme: Ağır metaller, pestisitler ve hidrokarbonlar gibi kirleticileri adsorbe edebilir ve fotokatalitik sistemlerde zararlı bileşiklerin parçalanmasına yardımcı olabilir. 5. Nanoteknoloji: Nano ölçekli cihazlar ve makineler için yapı taşı olarak kullanılabilir, karbon nanotüplerin üretiminde yer alır.

Prof. Dr. Levent Trabzon, İstanbul Teknik Üniversitesi Makine Mühendisliği Bölümü'nde profesör olarak görev yapmaktadır. Araştırma alanları arasında mikro elektro mekanik sistemler (MEMS), malzeme tasarım ve davranışları, nanoteknoloji ve polimer-nano kompozitler bulunmaktadır.

AFM (Atomik Kuvvet Mikroskobu) cihazı, bir numunenin yüzeyini tarayarak yüksek çözünürlüklü görüntüler ve ölçümler elde eder. AFM'nin çalışma adımları: 1. Yüzey Algılama: AFM, bir cantilever üzerine monte edilmiş keskin bir uç kullanır. 2. Tespit: Uç-yüzey etkileşimleri sonucu oluşan sapmalar, cantilever'in tepesine yönlendirilen bir lazer ışını tarafından tespit edilir. 3. Görüntüleme: Cantilever, numune yüzeyinde belirli bir bölge üzerinde taranır.

AFM (Atomic Force Microscopy), yüzeylerin atomik veya nanometre ölçeğinde görselleştirilmesini sağlayan bir tarama sonda mikroskopisi tekniğidir. AFM'nin kullanım alanları: - Malzeme bilimi: Yüzeylerin pürüzlülüğünü, kristalinitesini ve bileşimini analiz eder. - Biyoloji: Biyomoleküllerin, proteinlerin ve nükleik asitlerin yapısını ve dinamiklerini araştırır. - Nanoteknoloji: Nanopartiküllerin boyutunu, şeklini ve dağılımını karakterize eder. - Yarı iletken endüstrisi: Semiconductor yapılarının kritik boyutlarını ölçer. Ayrıca, AFM yüzeylerin mekanik özelliklerini, örneğin sertlik, elastikiyet ve yapışkanlık gibi parametreleri de belirleyebilir.