Nanoteknoloji

Doğayı taklit eden bazı nanoteknolojik yapılar şunlardır: 1. Köpekbalığı Derisi: İri segmentleri olan köpekbalığı derisinin bakteriyi yüzeyinde barındırmayan özelliği taklit edilerek, hastanelerde bakteri yayılımını engellemek için kumaşlar tasarlanmıştır. 2. Nilüfer Çiçeği ve Süper Hidrofobik Yüzey: Nilüfer yapraklarının mikroskobik yapısı incelenerek, su tutmayan ve kirlenmeyen kumaşlar ile kendi kendini temizleyen duvar boyaları geliştirilmiştir. 3. Gecko Kertenkeleleri ve Yapışkan Ayakları: Gecko kertenkelelerinin ayakları taklit edilerek, tırmanma ayakkabıları ve eldivenleri üretilmiştir. 4. Böbrek Filtrasyon Sistemi: Böbreklerdeki glomerüler kılcal sistemin filtreleme özelliği taklit edilerek, protein ayırma ve saflaştırma, biyomolekül tespiti, DNA ekstraksiyonu ve bakteri ve virüs filtrelemesi aparatları oluşturulmuştur.

En iyi nanomalzeme olarak değerlendirilebilecek birkaç örnek şunlardır: 1. Grafen: Tek atom kalınlığında, iki boyutlu karbon tabakası olup, elektriksel iletkenliği çok yüksek, hafif ve esnek bir malzemedir. 2. Karbon Nanotüpler (CNT): Silindir şeklinde kıvrılmış grafit tabakalarından oluşur, yüksek mukavemet ve iletkenlik özelliklerine sahiptirler. 3. Kuantum Noktaları: Boyuta bağlı optik özelliklere sahip yarı iletken parçacıklardır, LED'ler ve güneş pillerinde kullanılırlar. 4. Demir Oksit Nanoparçacıklar: Manyetik özelliklere sahiptir ve MRI kontrastı olarak tıbbi görüntülemede kullanılırlar. Bu malzemeler, çeşitli alanlarda devrim yaratma potansiyeline sahip olup, bilim insanları ve mühendisler tarafından yoğun bir şekilde araştırılmaktadır.

Kimyasal buhar çöktürme (CVD) yöntemi, gaz halindeki öncüllerin reaksiyonu yoluyla bir alt tabaka üzerinde ince filmler, nano yapılar ve diğer malzemeleri üretmek için kullanılan kimyasal bir işlemdir. CVD yönteminin temel aşamaları: 1. Gaz Fazında Taşınım: Gaz halindeki öncüllerin substrat yüzeyine taşınması. 2. Adsorpsiyon: Öncüler substrat yüzeyine adsorbe edilir. 3. Yüzey Reaksiyonu: Alt tabaka üzerinde malzeme birikmesine yol açan kimyasal reaksiyonlar meydana gelir. 4. Desorpsiyon: Reaksiyona girmeyen türler yüzeyden desorbe edilir. CVD yönteminin türleri: - Termal CVD: Reaksiyonları kolaylaştırmak için yüksek sıcaklıklara dayanır. - Plazmayla Geliştirilmiş CVD (PECVD): Düşük sıcaklıklarda reaksiyon hızını artırmak için plazmayı kullanır. - Düşük Basınçlı CVD (LPCVD): Düşük basınçta çalışarak, tek tip filmlere ve biriktirme oranlarının hassas kontrolüne yol açar.

Fibonacci Photon sieve, yumuşak X-ışınları ve aşırı ultraviyole (EUV) ışınlarının odaklanmasında kullanılan bir tür difraktif optik elemandır. Bu tür sieve'lerin yararlandığı bazı alanlar: - Nanometre litografisi: Fotonik cihazlarda ve mikroskoplarda uygulanır. - Büyük hafif ağırlık teleskoplar: Uzay araştırmalarında kullanılır. - Silah görüşü: Askeri uygulamalarda yer alır. Ayrıca, biyolojik yapıların analizinde ve kuantum tıbbında da potansiyel uygulamalara sahiptir.

Elektro eğirme yöntemi ile aşağıdaki malzemeler üretilir: Nanolifler (nanofiberler). Örümcek ağları. Bu malzemeler, çeşitli alanlarda kullanılır: Tıp ve biyoteknoloji. Tekstil endüstrisi. Filtrasyon ve ayırma teknolojileri. Enerji depolama.

Polietilenglikol (PEG) kaplı nanopartiküller, yüzeyleri PEG ile kaplanmış olan, genellikle 1 ila 1000 nanometre boyutunda küçük taşıyıcılardır. Bu nanopartiküller, ilaçların vücutta hedeflenen bölgelere taşınması için kullanılır ve çeşitli alanlarda uygulamaları vardır: - Biyokimyasal analizler: Protein kristalizasyonu ve çökeltme işlemlerinde kullanılır. - İlaç dağıtımı: PEG kaplaması, nanopartikülleri bağışıklık sisteminden korur ve kan dolaşımındaki dolaşım sürelerini uzatır. - Doku mühendisliği: Hidrojellerin geliştirilmesinde hücre büyümesi ve doku yenilenmesi için iskele sağlar. - Diğer alanlar: Gıda, kozmetik, su arıtma ve endüstriyel kimya gibi alanlarda da kullanılır.

Nano panel ısı yalıtımı yapmak için aşağıdaki yöntemler kullanılabilir: 1. Çözelti Harmanlama: Nanopartiküllerin bir polimer çözeltisiyle karıştırılması ve kompozit malzemeler üretilmesi. 2. Elektrospinning: Polimer çözeltilerinden nanofiber matlar oluşturulması, bu matlar yüksek yüzey alanına ve düşük yoğunluğa sahiptir. 3. Nanodolgu Maddeleri ile Enjeksiyon Kalıplama: İşleme sırasında nanopartiküllerin polimer eriyiklerine dahil edilmesi, bu yöntem mekanik bütünlüğü bozmadan yalıtım performansını artırır. 4. Katmanlı Yapılar: Çok katmanlı nanokompozitler oluşturarak farklı termal özellikleri biriktirmek ve genel yalıtım performansını iyileştirmek. Uygulama adımları: 1. Yalıtım yapılacak alanın temizlenmesi ve düzleştirilmesi. 2. Nanopanellerin uygun bir şekilde yapıya uygulanması, bunun için sıvama, rulo veya panel şeklinde uygulama veya spreyli uygulama gibi yöntemler kullanılabilir. 3. Son kontrollerin yapılması ve yalıtımın düzgün bir şekilde uygulandığından emin olunması. Nano panel ısı yalıtımı, enerji verimliliğini artırır ve çevre dostu bir yaşam alanı oluşturur.

Nanometrenin günlük hayatta kullanım alanları şunlardır: 1. Elektronik: Nanoteknoloji, yüksek performanslı bilgisayarların, cep telefonlarının ve tabletlerin üretiminde kullanılır. 2. Tıp: Hastalıkların teşhisi, tedavisi ve önlenmesi için nanomalzemeler kullanılır. 3. Gıda Endüstrisi: Gıdaların korunması ve vitamin-mineral içeriğinin artırılması için nanoteknoloji uygulanır. 4. Enerji: Güneş pillerinin verimliliğini artırmak ve enerji depolama cihazlarının kapasitesini yükseltmek için kullanılır. 5. Malzeme Bilimi: Daha güçlü, dayanıklı ve hafif malzemelerin üretiminde nanomalzemeler kullanılır. 6. Temizlik ve Hijyen: Antibakteriyel ve koku önleyici temizlik ürünlerinin üretiminde nanoteknoloji kullanılır. 7. Giyim: Giysilerin su geçirmez, leke tutmaz ve antibakteriyel özellikler kazanmasını sağlar.

Mikro robotlar, çeşitli türlere ayrılmaktadır: 1. Şekil Değiştiren Mikro Robotlar: Değişken çevresel koşullara uyum sağlayabilir ve kendilerini bir şekilden diğerine dönüştürebilirler. 2. Yumuşak Mikro Robotlar: Esnek malzemelerden yapılmış olup, sıcaklık, basınç veya elektrik alanlarındaki değişikliklere yanıt olarak bükülebilir ve şekil değiştirebilir. 3. Mikro Hassasiyet Robotları: Hem mikro hassasiyette işlem yapabilen büyük boyutlu hem de mikrometre boyutlarında olan robotları ifade eder. 4. Nano Robotlar: Nanometre düzeyinde hassasiyetle işlem yapabilen, atom ve molekül boyutlarında çok hassas robotlardır. 5. Sürünebilen Mikro Robotlar: Deprem gibi doğal afetlerde enkaz altındaki yaşam belirtilerini tespit etmek için sensörlerle donatılabilirler.

Karbon nanotüplerin daha iyi olmasının bazı nedenleri: 1. Olağanüstü mekanik dayanıklılık: Karbon nanotüpler, ağırlığının çok küçük bir kısmında çelikten yaklaşık 100 kat daha güçlüdür. 2. Yüksek elektrik iletkenliği: CNT'ler, yarı iletken veya metalik olabilirler ve bu da onları küçük ölçekli elektronik bileşenler için verimli kılar. 3. Geniş yüzey alanı: 1 gram karbon nanotüp, 500 m² yer kaplar ve bu da adsorpsiyon özelliklerini artırır. 4. Termal iletkenlik: CNT'ler, çoğu malzemeden daha iyi termal iletkenlik gösterir. 5. Kimyasal kararlılık: Zorlu ortamlarda bozulmadan kullanılabilirler ve yüzeyleri işlevselleştirilerek belirli uygulamalara göre uyarlanabilir. Bu özellikler, karbon nanotüplerin elektronik, biyomedikal, enerji ve savunma gibi çeşitli alanlarda daha iyi performans göstermesini sağlar.

Akıllı ilaç dağıtım sistemi (IDDS), ilaçların vücutta kontrollü bir şekilde salınımını sağlayarak tedavi sürecini optimize eden teknolojik bir sistemdir. Temel bileşenleri: - Hedefleme mekanizmaları: Belirli hücreleri veya dokuları tanıyan biyomoleküller kullanarak bölgeye özgü ilaç dağıtımı yapar. - Duyarlı öğeler: pH, sıcaklık veya biyolojik belirteçler gibi uyaranlara tepki veren malzemeler içerir. - Nano ölçekli araçlar: Nanopartiküllerin taşıyıcı olarak kullanılması, kontrollü ilaç salınımına olanak tanır ve biyoyararlılığı artırır. Faydaları: - İlaç hatalarını minimize eder. - İlaçların doğru dozda ve zamanda hastalara ulaşmasını sağlar. - Tedavi süreçlerinin hızlanmasını ve iyileşme oranlarının artmasını sağlar.

Evet, Terminatör T-3000 bıçak oluşturabilir.

Dentifrobot — diş nanorobotlarının bir türüdür. Bu robotlar, nanometre boyutundaki nanomalzemelerden yapılır ve diş hekimliği alanında boşluk hazırlığı, restorasyon, dentin aşırı duyarlılığı, lokal anestezi, tek ziyaretli ortodontik realignman gibi işlemlerde kullanılır.

NANOTAM (Bilkent Üniversitesi Nanoteknoloji Araştırma Merkezi), uygulamalı nanoteknoloji, fotonik, mikroelektronik ve yarı iletken teknolojileri alanlarında araştırma ve geliştirme çalışmaları yürütür. Merkezin faaliyetleri arasında: - Bilim üretimi ve bunu teknolojiye dönüştürme; - Teknolojik ürünler ortaya çıkarma; - Eğitim ve öğretim verme.

Brava Endüstri, yüksek kaliteli mineral yağları ve nanoteknoloji ile üretilen yakıt yağı ve yağ katkı maddeleri alanında faaliyet gösteren bir şirkettir. Ürün yelpazesi şunları içerir: - motor yağları; - şanzıman yağları; - gresler; - fren hidrolik sıvıları; - antifriz; - cam suyu. Ayrıca, özel sorun çözme ürünleri de geliştirmektedir.

Nanotıbba başvurabilecek kişiler, genellikle KOBİ ölçeğindeki kuruluşlar ve Türkiye'de yerleşik sermaye şirketleridir. Ayrıca, üniversite öğrencileri de sanayiye yönelik araştırma projelerine katılarak nanotıbba katkıda bulunabilirler.

Gebze Teknik Üniversitesi'nde nanomoleküllü diş macunu üretilmektedir. Bu diş macunu, PhotoDENT ismi ile tescil edilmiştir.

Kelebekler, ekranlarda doğal görünümlü ve etkileyici renkler elde etmek için kullanılır. Bu amaçla: - Nanoteknoloji kullanılarak, dijital ekranların daha doğal bir görünüme sahip olması için kelebek kanatlarının renklendirme yöntemi taklit edilir. - Mirasol teknolojisi gibi yenilikler, LCD ekranların yaptığı gibi ışık iletmek yerine ışığı yansıtarak daha iyi enerji tasarrufu sağlar ve güneş ışığında okunabilirlik sunar.

Kimya mühendisleri, yüksek lisans eğitimlerini çeşitli alanlarda yapabilirler. İşte bazı öneriler: 1. Nanoteknoloji ve Biyoteknoloji: Bu alanlar, kimya mühendislerinin uzmanlık alanlarını genişletebilir. 2. Çevre Mühendisliği: Atık yönetimi ve emisyon kontrolü gibi konularda ileri düzeyde bilgi sağlar. 3. Enerji Sistemleri: Alternatif enerji kaynakları ve enerji verimliliği üzerine çalışmalar yapma imkanı sunar. 4. Kimya Mühendisliği Termodinamiği: Kimyasal proseslerin termodinamik yönlerini daha derinlemesine incelemek için uygundur. 5. Kimya ve Ar-Ge: Yeni ürünler veya üretim yöntemleri geliştirmek için laboratuvar çalışmaları yapma fırsatı sunar. Bu programlar, kimya mühendislerinin kariyerlerinde uzmanlaşmalarına ve farklı sektörlerde daha geniş iş imkanlarına sahip olmalarına yardımcı olabilir.

Karbon nanotüpler (KNT) çeşitli yöntemlerle üretilir, bunlar arasında en yaygın olanları şunlardır: 1. Ark Deşarj Yöntemi: İki karbon elektrot arasında elektrik arkı oluşturularak yüksek sıcaklıkta plazma elde edilir ve bu plazma karbonun buharlaşmasını sağlar. 2. Kimyasal Buhar Biriktirme (CVD): Metan veya asetilen gibi karbon içeren gazlar, metal katalizörün (demir, nikel veya kobalt gibi) varlığında yüksek sıcaklıklarda ayrıştırılır. 3. Lazer Ablasyonu: Yüksek güçlü bir lazer, katalizör varlığında karbon malzemeyi buharlaştırır ve buhar soğuyarak KNT'leri oluşturur. Diğer üretim yöntemleri arasında solar fırın yöntemi, plazmayla güçlendirilmiş kimyasal buhar biriktirme ve buhar fazında büyütme de bulunmaktadır.