Nanoteknoloji

NANOBİLİM VE NANOTEKNOLOJİ bölümü, Burdur Mehmet Akif Ersoy Üniversitesi'nde bulunmaktadır.

Antibakteriyel etkinlik çeşitli yöntemlerle ölçülür: 1. Taramalı Elektron Mikroskobu (SEM): Nano biyomateryallerin yüzey morfolojisini görselleştirir ve bakterilerin yüzey ile etkileşimini gözlemler. 2. Transmisyon Elektron Mikroskobu (TEM): Nanomalzemelerin iç yapılarına dair bilgi sağlar ve nanopartiküllerin morfolojisini ve dağılımını inceler. 3. Atomik Kuvvet Mikroskobu (AFM): Yüzey topografyasını ve mekanik özellikleri atomik ölçekte ölçer, bakteriyel yapışmayı ve biyofilm oluşumunu analiz eder. 4. X-ışını Kırınımı (XRD): Nanopartiküllerin kristal yapısını tanımlar, kristallik ve faz bileşimini analiz eder. 5. Dinamik Işık Saçılımı (DLS): Süspansiyondaki nanopartiküllerin boyut dağılımını ve zeta potansiyelini belirler. 6. Yüzey Plazmon Rezonansı (SPR): Biyomoleküler etkileşimlerin kinetiğini inceler, bakteriyel membranlarla etkileşimi aydınlatır. Ayrıca, laboratuvar analizleri ve antibakteriyel etkinlik testleri de yaygın olarak kullanılır.

Nanoparçacıkların özellikleri şunlardır: 1. Boyut ve Yüzey Alanı: Nanoparçacıklar çok küçük boyutlarda (1-100 nanometre) olup, geniş bir yüzey alanına sahiptir. 2. Optik Özellikler: Normal boyuttaki parçacıklara göre farklı optik özellikler gösterirler. 3. Elektriksel ve Manyetik Özellikler: Elektrik iletkenliği ve manyetik özellikler bakımından sıradan metallerden farklı davranabilirler. 4. Kimyasal Aktivite: Yüksek reaktiviteye sahip olmaları nedeniyle kimyasal reaksiyonlarda katalizör olarak kullanılabilirler. 5. Renk: Bazı nanoparçacıklar, boyutlarına bağlı olarak farklı renklerde ışık yayabilir. Kullanım alanları ise tıp, elektronik, güneş enerjisi, kataliz ve yapı malzemeleri gibi birçok endüstriyi kapsamaktadır.

DAYTAM (Doğu Anadolu Yüksek Teknoloji Uygulama ve Araştırma Merkezi), çeşitli alanlarda bilimsel araştırmalar yaparak yeni teknolojilerin geliştirilmesine olanak tanır. DAYTAM'ın başlıca faaliyetleri şunlardır: Kimyasal testler: Organik ve inorganik numunelerin kimyasal içerik analizleri. Farmasötik analizler: İlaçlardaki aktif maddeler, safsızlıklar ve metabolomiks çalışmalarının analizi. Malzeme bilimi ve nanoteknoloji: İnorganik ve organik malzemelerin mikro ve nano ölçeklerde karakterizasyonu. Aygıt üretimi: Optik sensörler, gaz sensörleri, biyosensörler gibi cihazların üretimi. Biyouyumluluk testleri: Biyomedikal, tarım, gıda, ilaç ve kozmetik sektörlerinde biyouyumluluk testlerinin yapılması. Ayrıca, DAYTAM, ulusal ve uluslararası düzeyde akredite olmuş laboratuvarları ile araştırmacılara en güncel teknolojik imkanları sunar.

Nano kaplama yöntemleri genellikle şu şekilde uygulanır: 1. Yüzey Hazırlığı: Kaplanacak yüzey temizlenir ve gerekli adımlarla hazırlanır. 2. Kaplama Çözeltisi Hazırlığı: Nano kaplama, sıvı çözelti veya sprey formunda uygulanır. 3. Kaplama Uygulaması: Hazırlanan çözelti, yüzeye fırça, rulo, sprey, daldırma veya elektrostatik püskürtme gibi yöntemlerle uygulanır. 4. Kurutma ve Sertleşme: Kaplama uygulandıktan sonra, çözücü veya taşıyıcı sıvının buharlaşması veya uzaklaştırılması için bir kurutma adımı gerçekleştirilir. 5. İnce Ayar ve Son İşlemler: Kaplamanın kalınlığı veya yüzeyin pürüzlülüğü gibi ayarlamalar yapılabilir.

Nanofotonik, nanoteknolojik çalışmalar ile optik veri iletişiminde önemli rol oynayan, dönüştürücüler ve fotonik bileşenler geliştirme alanıdır. Bu alanda, nanoyapılarla ışığın etkileşimi incelenir ve ışığın nano ölçekte manipülasyonu yoluyla çeşitli sektörlerde devrim yaratma potansiyeli taşıyan yenilikçi çözümler üretilir. Nanofotonik uygulamaları arasında: - Lazer televizyonları ve ekranlar; - Veri depolama çözümleri (artan depolama yoğunluğu, hız ve enerji verimliliği); - Biyolojik süreçlerin araştırılması (teşhis, tedavi, görüntüleme ve algılama) yer alır.

Polimerik nanopartiküllerin hücre içine alım mekanizmaları şunlardır: 1. Endositoz: Nanopartiküllerin hücre zarının istilasıyla kesecikler oluşturarak hücreye alınmasıdır. 2. Difüzyon: Daha küçük veya yüksek yüzey yüküne sahip nanopartiküller, lipit çift katmanından pasif olarak yayılabilir. 3. Aktif Taşıma: Bazı polimerik nanopartiküller, ilaçların hücre zarları boyunca hareketini kolaylaştıran enerjiye bağlı süreçleri kullanır. Ayrıca, membran füzyonu ve nanopartiküllerin doğrudan hücresel membranla birleşmesi gibi mekanizmalar da mümkündür.

Nano Termo adlı firma, nano teknolojili ısıtma sistemleri ve portatif saunalar gibi ürünler sunarak çeşitli alanlarda fayda sağlamaktadır. Başlıca faydaları: - Sağlıklı ısıtma: Far-infrared teknolojisi ile üretilen ürünler, sağlıklı ve enerji tasarrufu sağlayan bir ısıtma çözümü sunar. - Fizik tedavi: Portatif saunalar, bel, göbek ve boyun gibi bölgelere uygulandığında ağrıların hafifletilmesine ve esnekliğin artırılmasına yardımcı olabilir. - Çevre dostu çözümler: Nanoteknoloji, çevre kirliliği ile mücadelede su ve hava temizleme sistemleri gibi çözümler sunar.

Katı hal fiziğine örnek olarak aşağıdaki uygulamalar gösterilebilir: 1. Manyetik Kaldırma Sistemleri: Maglev trenlerinde sürtünmesiz hareket için manyetik alanların kullanımı. 2. Nanoteknoloji: Atom ve molekül seviyesinde malzeme tasarımı ve üretimi. 3. Akıllı Malzemeler: Çevresel koşullara tepki veren malzemelerin geliştirilmesi. 4. Güneş Panelleri: Fotovoltaik hücreler aracılığıyla güneş enerjisinden elektrik üretimi. 5. LED Teknolojisi: Enerji verimliliği ve uzun ömürleri ile popüler hale gelen LED lambalar.

Fulleren, 12. sınıf kimya derslerinde, belirli sayıda karbon atomunun bir araya getirilmesiyle oluşturulan yapay bir karbon allotropu olarak tanımlanır. Özellikleri: - Top, tüp, çubuk ve halka şeklinde sınıflandırılabilir. - Elektriği çok iyi iletir. - Elektronik ve nanoteknoloji alanlarında kullanılır. Kullanım alanları: - Güneş pilleri. - Hidrojen yakıt depoları. - Kurşungeçirmez yelekler.

Katıhal Fiziği ve Atom Fiziği, fiziğin temel alt dallarıdır. Katıhal Fiziği, kristal yapıdaki katı maddelerin mikroskobik ve makroskobik özelliklerini araştırır. Atom Fiziği ise atomun yapısını, atomik boyutta gerçekleşen olayları, atomların ve moleküllerin birbirleriyle olan etkileşimlerini inceler.

Karbon nanotüplerin teknik özellikleri şunlardır: 1. Yüksek Mukavemet: Çelikten daha sağlam ve hafiftir. 2. Mükemmel Elektrik İletkenliği: Mükemmel bir elektrik iletkenidir. 3. Yüksek Isı İletkenliği: Isıyı çok iyi iletir. 4. Geniş Yüzey Alanı: Geniş yüzey alanına sahiptirler. 5. Kimyasal Kararlılık: Kimyasal olarak inerttirler. Üretim Yöntemleri: Karbon nanotüpler, ark deşarj yöntemi, lazer buharlaştırma yöntemi ve kimyasal buhar biriktirme (CVD) yöntemi gibi çeşitli yöntemlerle üretilir. Uygulama Alanları: Kompozit malzemeler, elektronik, enerji, tıp ve tekstil gibi birçok alanda kullanılırlar.

Nano kompozit teller, iki veya daha fazla malzemenin birleştirilmesiyle oluşturulan gelişmiş malzemelerdir ve çeşitli alanlarda benzersiz özellikler sunarlar. Çalışma prensipleri şu şekilde özetlenebilir: 1. Yük Aktarımı: Metal nanotellerin varlığı, kompozitin genel iletkenliğini artırarak hızlı yük aktarımını sağlar. 2. Optik Özellikler: Kuantum noktaları, optik özelliklerin mühendisliğine olanak tanır ve belirli ışık dalga boylarının gerekli olduğu fotonik cihazlarda uygulamalara imkan verir. 3. Yüzey Alanı: Nanotellerin ve kuantum noktalarının birleşimi, malzemenin yüzey alanını artırarak dış uyaranlarla daha iyi etkileşimi teşvik eder. Bu özellikler, nano kompozit tellerin esnek elektronikler, güneş pilleri, ışık yayan diyotlar (LED) ve fotodedektörler gibi çeşitli uygulamalarda kullanılmasını sağlar.

Sürdürülebilir nanoteknoloji çözümleri çeşitli alanlarda çevresel etkileri azaltmayı ve kaynak verimliliğini artırmayı hedefler. İşte bazı örnekler: 1. Enerji Verimliliği: Nanomalzemeler, güneş panelleri ve enerji depolama cihazlarının verimliliğini artırarak yenilenebilir enerji sistemlerinin daha etkili olmasını sağlar. 2. Karbon Emisyonlarının Azaltılması: Karbon yakalama ve depolama teknolojilerinde kullanılan nanomalzemeler, sanayi kaynaklı emisyonları azaltır. 3. Su Arıtımı: Gelişmiş nano-membranlar ve fotokatalitik nanomalzemeler, suyu daha enerji verimli bir şekilde arıtarak kirleticileri uzaklaştırır. 4. Biyobozunur Ambalaj: Selüloz ve kitin gibi doğal kaynaklardan türetilen biyobazlı nano-kompozitler, plastik atıklarını azaltmak ve ambalajların daha hızlı parçalanmasını sağlamak için kullanılır. 5. Tarım ve Gıda Güvenliği: Besin ve pestisitlerin nano ölçeklerde daha etkili iletilmesi, kaynakların daha verimli kullanılmasına ve çevresel etkinin azalmasına katkıda bulunur.

Nanoteknomax ısı yalıtımı şu adımlarla yapılır: 1. İletken Bantların Yerleştirilmesi: Uygulanacak alana, ısınma ihtiyacına göre belli aralıklarla bakır şeritler (iletken bantlar) çekilir. 2. Isı Boyasının Uygulanması: Bakır şeritler arasına 0,25-0,40 mm kalınlığında ısı boyası sürülür. 3. Trafoya Bağlantı: İletken şeritler, 24-48 voltluk bir trafoya bağlanır. 4. Kaplama Uygulaması: Isı boyasının üzerine sıva, boya, duvar kağıdı, alçı, laminant parke gibi istenilen kaplama malzemesi uygulanabilir. 5. Termostat Kontrolü: Devredeki oda termostatına bağlı olarak odanın istenilen sıcaklıkta kalması sağlanır. Bu sistem, geleneksel ısıtma sistemlerine göre daha homojen ve anında ısıtma sağlar, ayrıca küf ve nem oluşumunu engeller.

Mikro kontak terimi iki farklı bağlamda kullanılabilir: 1. Elektrik Kontakları: Mikro kontaklar, elektrik devrelerinde kullanılan, küçük boyutlu ve hassas elektrik sinyallerinin iletiminde tercih edilen bağlantı noktalarıdır. 2. Mikrokontakt Baskı: Nanoteknoloji ve malzeme bilimi alanlarında kullanılan bir tekniktir.

Nano beyin teknolojisi, nanoteknolojinin sinirbilim araştırmalarında ve tıbbi uygulamalarda kullanılması anlamına gelir. Başlıca uygulamalar: - Nano-biyosensörler: Beyin aktivitesini, nörotransmitter seviyelerini ve diğer biyomolekülleri gerçek zamanlı olarak izlemek için kullanılır. - İlaç dağıtım sistemleri: Nano ölçekli malzemeler, ilaçları doğrudan beyindeki belirli bölgelere hedefleyerek tedavi etkinliğini artırır. - Doku mühendisliği: Nöral doku mühendisliği için yapı iskeleleri oluşturarak hasarlı nöral dokuların yenilenmesini sağlar. - Görüntüleme teknikleri: Nanopartiküller, MRI veya PET taramaları gibi görüntüleme tekniklerini geliştirir. Son gelişmeler: - Nano-MIND teknolojisi: Güney Kore'deki araştırmacılar, manyetik alanlar kullanarak beynin belirli bölgelerini uzaktan kontrol edebilen bir teknoloji geliştirmiştir.

Nanoteknoloji, maddenin 1-100 nanometre ölçeğinde manipülasyonu üzerine yoğunlaşmış bilim dalıdır. Kullanım alanları: - Sağlık: Kanserin tedavisi için hedefe yönelik tedavi yöntemleri. - Elektronik: Daha yüksek çözünürlüğe ve görüntü kalitesine sahip ekranlar. - Enerji: Güneş panellerinin daha hafif, esnek ve uygun maliyetle üretilmesi. - Çevre: Kirli ve atık suların temizlenmesi, petrol sızıntılarının zararlarının azaltılması. - Tekstil: Leke tutmayan kumaşlar, antibakteriyel ve dayanıklı giysiler. Tarihi: Terim ilk kez 1974'te Norio Taniguchi tarafından kullanılmıştır.

Biyoteknolojide yüksek lisans tez konuları, biyoteknolojinin çeşitli alt alanlarına odaklanabilir. İşte bazı örnekler: 1. Biyoteknolojik Yöntemler ve Uygulama Alanları: Biyoteknolojik süreçlerin ve uygulamaların detaylı incelenmesi. 2. Nanobiyoteknoloji: Nanoteknolojinin biyoteknolojideki kullanımı ve etkileri. 3. Biyomateryal Uygulamaları: Biyomateryallerin geliştirilmesi ve kullanımı. 4. Moleküler Biyofizik: Moleküler düzeyde biyofiziksel süreçlerin araştırılması. 5. İlaç Reseptör Etkileşimleri ve Moleküler Dinamikleri: İlaçların reseptörlerle olan etkileşimlerinin incelenmesi. 6. Kanser Genetiği: Kanserle ilgili genetik araştırmaların yapılması. 7. Biyosensörler: Biyosensörlerin geliştirilmesi ve kullanımı. 8. Biyoremediyasyon: Çevre kirliliğinin biyoteknolojik yöntemlerle temizlenmesi. 9. Genomik ve Biyoinformatik: Genetik verilerin analizi ve biyoinformatik uygulamalar.

Nanorobotlar diş tedavisinde çeşitli şekillerde kullanılabilir: 1. Plak ve Bakteri Temizliği: Manyetik nanorobotlar, diş plağını çıkarmak ve patojen bakterileri tanımak ve yok etmek için dişlere yönlendirilebilir. 2. Analjezik Etki: Analjezik dental nanorobotlar, diş tedavisi sırasında ağrı iletimini kontrol edebilir ve anestezi sağlayabilir. 3. Dentin Tübüllerinin Tıkanması: Dentin hassasiyeti gösteren dişlerde, nanorobotlar dentin tübüllerini tıkayarak hızlı ve kalıcı bir tedavi sunabilir. 4. Kanal Tedavisi: Nanorobotlar, kanal tedavisi sırasında dentin tübüllerinin derinlemesine temizliğinde kullanılabilir. Bu uygulamalar, nanoteknolojinin diş hekimliğinde teşhis ve tedavi amaçlı kullanımının bir parçasıdır.