Nanoteknoloji

EMUM (Elektronik Malzemeler Üretim ve Uygulama Merkezi) bünyesinde aşağıdaki laboratuvarlar bulunmaktadır: 1. Elektrik-Elektronik Ölçüm ve Devre Laboratuvarı. 2. Elektronik Malzemeler Üretim Laboratuvarı. 3. İleri Nanoteknoloji Laboratuvarı. 4. Selçuk Bayraktar İnce Film Laboratuvarı. 5. Kimyasal Analiz Laboratuvarı. 6. Kimyasal İşlemler Laboratuvarı. 7. Optik Karakterizasyon Laboratuvarı. 8. Prototip Geliştirme Laboratuvarı. 9. Tek Kristal Büyütme Laboratuvarı. 10. Yarı İletken Altlık Hazırlama Laboratuvarı. 11. X-Işınları Laboratuvarı.

Nanobilim ve Nanoteknoloji dersi, maddenin en küçük yapı taşları olan nanometre ölçeğindeki parçacıkların incelenmesi ve kullanılmasıyla ilgilenen bir disiplindir. Bu derste öğrencilere kazandırılan bazı temel bilgiler ve beceriler şunlardır: Nanomalzemelerin sentezi ve karakterizasyonu. Nanoteknolojik üretim yöntemleri. Nanoelektronik, nanobiyoteknoloji ve nanofotonik gibi konular. Mezunlar, nanoteknoloji mühendisi, araştırmacı veya proje yöneticisi olarak ileri teknoloji firmaları, biyoteknoloji şirketleri, elektronik sektörü ve sağlık endüstrisinde çalışabilirler.

Nanolif veya nanofiber, ortalama lif çapları nanometre (1 nm = 0,000000001 m) mertebesinde olan, yaklaşık olarak bir insan saçı telinin binde biri kadar ince liflerdir. Özellikleri: - Yüksek yüzey alanı/hacim oranı ve nano ölçekli boyutları, mekanik, elektriksel, termal ve biyolojik işlevselliklerini artırır. - Küçük boyutlarına rağmen yüksek mekanik dayanıklılığa sahiptirler. Üretim yöntemleri: - Elektrospinning (elektroeğirme). - Faz ayrımı. - Şablon sentezi. - Çizim. - Kendi kendine birleşme. Kullanım alanları: - Biyomedikal. - Filtrasyon. - Tekstiller. - Enerji. - Elektronik.

Kara Kuvvetleri Komutanlığı personeli, yeni tip eğitim elbisesi, rüzgar ceketi ve bot giymektedir. Bu kıyafetlerin özellikleri şunlardır: - Eğitim elbisesi ve ceket: Nanoteknolojik kumaşlarla dikilmiş, yüksek mukavemetli ipliklerden imal edilmiştir. - Botlar: Soğuğa karşı yalıtımlı ve darbe emici özelliğe sahiptir. Ayrıca, resmi üniformalarda şapka yerine bere kullanımı da yaygındır.

Nanoteknolojiyi ilk bulan kişi olarak kabul edilen bilim insanı, Richard Feynman'dır. Nanoteknoloji terimi ise ilk defa 1974 yılında Japon bilim insanı Norio Taniguchi tarafından kullanılmıştır.

Nanorobotlar çeşitli alanlarda farklı işlevler üstlenir: 1. Tıp: Nanorobotlar, ilaçları hedef hücrelere taşıyarak yan etkileri azaltır ve tedavinin etkinliğini artırır. 2. Teşhis: Sağlık durumlarının izlenmesi ve hastalıkların erken aşamada teşhis edilmesi için kullanılırlar. 3. Çevre: Çevredeki kirleticileri tespit edip azaltabilir, su ve topraktaki tehlikeli atıkların temizlenmesine yardımcı olabilirler. 4. Endüstri: İmalat ve üretimde montaj, inceleme ve kalite kontrol gibi görevleri otomatik hale getirirler. 5. Dişçilik: Diş operasyonları sırasında ağrıyı azaltır, zedelenen dokunun eski halini almasına ve dişin dayanıklılığını artırmasına yardımcı olurlar. Nanorobotların işlevleri, teknolojik gelişmeler ve yeni uygulamalar ile genişlemeye devam etmektedir.

Visual mikroskop, nesneleri büyüterek detaylı bir şekilde incelemeyi sağlayan bir alettir. Çeşitli alanlarda farklı amaçlarla kullanılır: 1. Tıp ve Patoloji: Biyopsi örneklerinin incelenmesi, hücrelerin ve dokuların yapısal analizi, kanser teşhisi ve patolojik değerlendirme gibi tıbbi uygulamalarda kullanılır. 2. Malzeme Bilimi: Malzemelerin yapısal özelliklerini, kristal yapılarını, yüzey morfolojilerini ve bileşenlerini incelemek için kullanılır. 3. Nanoteknoloji: Nanomalzemelerin ve nanoyapıların karakterizasyonunda önemli bir rol oynar. 4. Biyoloji ve Genetik: Bitki ve böceklerin incelenmesi, mikrobiyal inceleme gibi biyolojik araştırmalarda kullanılır. 5. Adli Tıp ve Kriminalistik: Sahte belgelerin tespiti ve diğer adli incelemelerde yardımcı olur.

ODTÜ Kuantum Aygıtları ve Nanofotonik Araştırma Laboratuvarı, aşağıdaki alanlarda çalışmalar yürütmektedir: 1. Kuantum Noktaları: Kuantum mekaniği ile nanoteknolojinin kesişiminde yer alan, benzersiz optik ve elektronik özelliklere sahip yarı iletken nanokristaller üzerinde araştırmalar yapar. 2. Kuantum Lazerler: Uzun dalgaboylu kızılötesi aralıkta ışımaya yönelik kuantum lazer sistemlerinin büyütülmesi ve karakterizasyonu üzerine çalışmalar yürütür. 3. Nanofotonik Cihazlar: Daha verimli lazerler, sensörler ve görüntüleme teknikleri geliştirmek için kuantum noktalarının nanofotonik cihazlara entegrasyonu üzerine araştırmalar yapar. 4. Malzeme Karakterizasyonu: Malzemelerin termal, optik, elektrik, manyetik ve yüzey gibi fiziksel ve kimyasal özelliklerinin ileri teknoloji ölçüm sistemlerini kullanarak analizini yapar.

Nanobilim ve nanoteknoloji konuları, 5. sınıf sosyal bilgiler derslerinde işlenmektedir.

Nano jel yorganlar genellikle sağlıklı olarak kabul edilir. Bu yorganlar, antibakteriyel özelliklere sahiptir ve enfeksiyon riskini azaltır. Ancak, nanoteknolojiyle üretilen ürünlerin cilt sağlığına tam olarak zararsız olup olmadığı konusunda kesin bir görüş birliği yoktur.

Nanoselüloz çeşitli alanlarda kullanılmaktadır: 1. Medikal Uygulamalar: İlaç taşıyıcı sistemler, biyosensörler, antibakteriyel ürünler, yapay deri ve kan damarları gibi alanlarda kullanılır. 2. Kağıt Endüstrisi: Kağıt yapısını güçlendirmek için kullanılır. 3. Kozmetik Ürünler: Emülsiyonlar ve kozmetik ürünlerde yer alır. 4. Enerji Depolama: Li-iyon pillerdeki elektrotlar gibi enerji depolama cihazlarında bağlayıcı olarak kullanılır. 5. Otomotiv ve Yapı: Plastik, epoksi ve nanoselüloz kompozitleri, araç gövdeleri ve iç panellerinde takviye malzemesi olarak kullanılır. 6. Çevre Dostu Üretim: Yeşil üretimin önemli bir parçası olarak, alternatif kimyasallara ve malzemelere karşı tercih edilir.

Gülşen Çeliker ve Gül Çeliker adında iki farklı kişi bulunmaktadır: 1. Gülşen Çeliker, Yaşar Holding Boya ve Kimya Grubu'nda AR-GE koordinatörü olarak çalışmaktadır. 2. Gül Çeliker ise, Innov’Coat adlı şirketin kurucu ortağı, başkan yardımcısı ve CTO'sudur.

1 nanometre (nm), ortalama 23 atomun yan yana dizilmesiyle elde edilen uzunluğa eşittir. Ancak, bir atomun boyutu ortalama 0,1 ila 0,5 nanometre arasında değişmektedir.

Katman enerjisi, farklı bağlamlarda farklı anlamlar taşıyabilir. İşte iki ana katman enerjisi türü: 1. Güneş Katmanları: Güneş'in içsel yapısı altı ana katmandan oluşur: - Güneş Çekirdeği: Nükleer tepkimelerin gerçekleştiği en iç katmandır ve aşırı yüksek sıcaklık ve enerji üretir. - Radyatif Katman: Çekirdekte üretilen enerjinin ilk taşıma alanıdır ve fotonların daha üst katmanlara taşınmasını sağlar. - Konvektif Katman: Enerji, madde halinde iletilir ve burada bulgurlanma adı verilen bir süreçle ısı transferi gerçekleşir. 2. Kendiliğinden Birleşen Tek Katmanlar (SAM'ler): Enerji dönüşüm süreçlerinde kullanılan nanoteknolojik bir ilerlemedir: - Yük Aktarımı: Elektrot ile aktif malzeme arasındaki arayüzü geliştirerek genel verimliliği artırır. - Elektronik Özellikler: Farklı kafa grupları ve kuyruk uzunlukları seçilerek enerji seviyelerini manipüle eder. - Kararlılık ve Dayanıklılık: Çevresel bozulmadan hassas malzemeleri korur, bu da cihazların uzun ömürlülüğünü sağlar.

Nano teknoloji sayesinde geliştirilen yeni malzemeler, elementler, moleküller ve bileşikler şunlardır: 1. Nano Partiküller: 1 ila 100 nanometre boyutundaki tek bir madde parçacığı. 2. Karbon Nanotüpler: İçi boş, boru şeklindeki karbon molekülleri, çelikten daha güçlüdür. 3. Fullerene: 60 adet karbon atomunun futbol topu gibi içi boş küreler oluşturduğu yapı. 4. Grafen: Bir atom kalınlığındaki karbon tabakaları, transistör yapımında kullanılır. 5. Nano Gümüş: Buzdolabı, çamaşır makinesi ve klimalarda bakteri üremesini önlemek için kullanılır. 6. Nano Altın: Kanser teşhisi ve tedavisinde kullanılır. 7. Nano Titanyum Oksit: Şeffaf güneş kremlerinde kullanılır. 8. Nano Seryum Oksit: Yakıt katalizörü olarak kullanılır.

Kitosan nanoparçacıklarının hazırlanması için aşağıdaki yöntemler kullanılır: 1. İyonik Çapraz Bağlama: Kitosan veya türevleri ile zıt yüklü makromoleküller arasında otomatik agregasyon veya iyonik çapraz bağlayıcı ajan varlığında nanopartiküller oluşturulur. 2. İyonik Jelleşme ve Polielektrolit Kompleksleşmesi: Kitosan, amino gruplarından dolayı yüksek bir protonasyon derecesine sahip olduğunda, belirli polianyonların varlığında hidrojel oluşturur. 3. Emülsifikasyon ve Çapraz Bağlama: Bir yağ/su emülsiyonu hazırlanır ve oluşan damlaları sertleştirmek için bir çapraz bağlayıcı madde eklenir. 4. Ters Miselleşme: n-hekzan gibi bir organik çözücü içinde çözünen lipofilik yüzey aktif madde kullanılarak bir su/yağ mikroemülsiyonu oluşturulur. 5. Kovalent Çapraz Bağlama: Kitosan zinciri ile işlevsel bir çapraz bağlayıcı madde arasındaki kovalent bağların oluşumu ile nanopartiküller elde edilir.

Nanoflex iki farklı bağlamda kullanılabilir: 1. İlaç Olarak Nanoflex: Bu, hyaluronik asit ve L-prolin içeren bir jel olup, dejenere olmuş diz lezyonları ve diğer sinovyal eklemlerin ağrısını ve hareket kısıtlılığını azaltmak için eklem içine enjekte edilir. 2. Teknoloji Olarak Nanoflex: Bu, tıbbi robotik müdahaleler için geliştirilmiş bir yumuşak robotik sistem olup, inme tedavisi için beyne yerleştirilen kateterlerin daha güvenli ve etkili bir şekilde kullanılmasını sağlar.

Nanopartiküllerin dağılımı, çeşitli karakterizasyon teknikleri kullanılarak ölçülür: 1. Dinamik Işık Saçılımı (DLS): Süspansiyondaki kolloidal parçacıkların hidrodinamik boyutunu ölçmek için yaygın bir yöntemdir. 2. Transmisyon Elektron Mikroskobu (TEM): Nanopartiküllerin doğrudan görüntülenmesini sağlar ve şekil, boyut ve boyut dağılımı hakkında bilgi verir. 3. X-ışını Kırınımı (XRD): Kristal yapı için kullanılmasına rağmen, boyutu da çıkarabilir. 4. Taramalı Elektron Mikroskobu (SEM): Nanopartikül yüzey topografisinin ve boyut analizinin yüksek çözünürlüklü görüntülerini sağlar. 5. Nanoparçacık İzleme Analizi (NTA): Lazer ışık kaynağı kullanarak sıvı içinde hareket eden bireysel parçacıkları yakalar ve boyutlarını belirler. Bu teknikler, nanopartiküllerin hem boyut hem de konsantrasyon dağılımını anlamak için kullanılır.

Nano ısı yalıtımı paneli, nanoteknoloji kullanılarak üretilen ve ısı yalıtımında kullanılan bir malzemedir. Bu paneller, geleneksel yalıtım malzemelerine göre daha yüksek performans sunar ve genellikle şu özelliklere sahiptir: - Düşük ısı iletkenliği: Nano parçacıkların dahil edilmesi, panellerin termal direncini artırarak üstün yalıtım sağlar. - Hafiflik: Ultra düşük yoğunlukları sayesinde hafif olma avantajına sahiptirler. - Çok katmanlı yapı: Isı transferini daha etkili bir şekilde engellemek için tasarlanırlar. Nano ısı yalıtımı panelleri, binalarda enerji verimliliğini artırmak ve iç mekan konforunu sağlamak için kullanılır.

"Foxter ve Max", 12 yaşındaki Max adlı bir okul çocuğunun evden kaçıp bir köprünün altına saklanmasından sonra başlayan olayları anlatır. Max, burada bir sprey boya kutusunda bulduğu nano boyalarla bir köpek grafiti çizer ve beklenmedik bir şekilde çizimi canlanarak süper güçlü bir köpek-nanorobota dönüşür. Şimdi hem Max hem de köpek, bu ileri teknolojiyi ele geçirmek için hiçbir şeyden vazgeçmeyecek tehlikeli bir suçlu tarafından kovalanmaktadır.