Nanoteknoloji Nedir? Hakkında Bilgi
Nano kelimesi Yunancada “nannos” kelimesinden gelip “küçük yaşlı adam veya cüce” anlamına gelmektedir. Günümüzde nano teknik bir ölçü birimi olarak kullanılır ve herhangi bir birimin milyarda biri anlamını taşır. Bir nanometre metrenin milyarda birine denk gelir.
Nano bilim ve nano teknolojinin tam bir tanımı olmamakla birlikte genel görüşe göre 1-100 nanometre boyutlardaMaddelerin anlaşılması kontrol edilmesi ve atomsal seviyede değiştirilip işlevsel hale getirilmesidir.
Nano teknoloji çok genel tanımıyla istisnai şekilde küçük (yaklaşık Atom boyutlarında) yapıların ticari bir amaca hizmet edebilecek şekilde düzenlenmesidir. Maddeler üzerinde 100 nanometre ölçeğinden küçük boyutlarda gerçekleştirilen işleme ölçüm modelleme ve düzenleme gibi çalışmalar nano-teknoloji çalışmaları olarak nitelenir.
1974 yılında Tokyo Üniversitesinde Norio Taniguchi tarafından ortaya atılan nanotechnology mevcut teknolojilerin daha ileri düzeyde duyarlılık ve küçültülmesine dayalı olarak hızla ortaya çıkan teknolojilerdir. Gelecekte bu teknoloji muhtemelen Moleküler Nanoteknolojisi (MNT) adıyla nano büyüklüğündeki boyutlarıyla yapı makineleri ve mekanizmalarını da içerecektir.Nanoteknoloji ölçü olarak nanometre adı verilen(kısa şekli nm) bir ölçme birimini kullanılır. Her bir ölçüde 1 milyar nm vardır. Her bir nm sadece üç ile 5 atom genişliğindedir yani ortalama bir insan saç kalınlığından yaklaşık 40,000 kez daha küçüktür.
Natoteknolojinin bir yönü de süper küçük bilgisayarlar (bakteri büyüklüğünde) ya da milyarlarca dizüstü bilgisayar gücünde küp şeker büyüklügünde süper bilgisayarlar yada günümüzün bilgisayarlarindan trilyonlarca daha güçlü belirli bir büyüklükte masaüstü modelleri gibi nano boyutunda yapılabilmesidir.
Nanoteknolojinin yüksek potansiyeli Kuantum fiziğinin kanunları sayesinde açığa çıkmakdatır. Bu aşamada ve nano ölçülerde kuantum fizik yasaları devreye girer ve optik, elektronik, manyetik depolama, hesaplama, katalist ve diger alanlarda yeni uygulamalara olanak sağlar.
Nanoteknolojini Amaçları
*Nanometre ölçekli yapıların analizi,
*Nanometre boyutunda yapıların fiziksel özelliklerinin anlaşılması,
*Nanometre ölçekli yapıların imalatı,
* Nano hassasiyetli cihazların geliştirilmesi,
* Nano ölçekli cihazların geliştirilmesi,
* Uygun yöntemler bulunarak nanoskopik ve makroskopik dünya arasındaki bağın kurulması.
Nanoteknolojinin Kullanım alanları
Endüstriyel Alanda: Mikrosensörlerin, mikromakinaların, optoelektronik elemanların imalatı ve uygun şekilde bir araya getirilmesi. ii)
Medikal Alanda: Mikro cerrahide (göz, beyin vb.), Diagnostik kitlerde, Bilimsel Araştırmalarda, Yüzey karakterizasyonu ve modifikasyonu, Mikroorganizmaların taşınması, DNA modifikasyonu vb.
Nanomanipulator
Nanomanipulator: Bir insana molekülleri görme dokunma ve dğiştirme imkanı tanıyan sanal gerçeklik arabirimidir. Virus, DNA iplikleri ve nanotüpleri modifiye etmek amacıyla kullanılabilmektedır. NM datayı almak için AFM kullanmaktadır. Sanal gerçeklik eldivenleri ve gözlükleriyle kullanıcın örneğin yüzeyini görmesini ve hissetmesini sağlamaktadır. Böylelikle kullanıcı eliyle mikroskopik objeleri tutabilir, itebilir, hareket ettirebilir ve ve sonuçta çıkan kuvveti, etkileşimi hissedebilir.Böyle bir teknolojiyle gen transferi, enzim değişimi, jeller ve yüzeyler üzerinde lokal değişiklikler yapabilmek mümkün olmaktadır.
NanoteknoLoji ile yapılan, halen devam eden çalışmalar
- Nano inşaatlar için Mini robotlar
MIT yayınlarından Techonology Review de Mini robotlarla ilgili merak edilen bir çok soruya cevap aranmış. Bugünden nano robotların hayalini kurmak bilim kurgudan çok, yavaş yavaş ama uzun dönemde gerçekleşmesi muhtemel bir olasılığa dönüşmüştür.
Nano robotlardan önce, en olası olan mini robotlar. Mini robotlar ile nano boyutta manipulasyon yapma imkanı doğacaktır. Mesela bu mini robotlardan birinin 2 nanometre -bir DNA molekülünün genişliğinden daha küçük bir ölçek- kesinliği ile kendini bir yüzeyde hareket ettirmesi araştırmacılar tarafından gerçekleştirildi.
Yeni hedeflerden biri ise mini-robotlar yardımı ile bir hücrenin sabitlenerek, robot'un üzerindeki şırınga çip'inden bir sıvının hücreye aktarılması.Avrupa tabanlı projelerden biri olan Micron'un amacı da üç aşağı beş yukarı bu işlemleri yapabilecek nitelikte kabiliyetleri olan robotların geliştirilmesi.
Araştırmacıların mikro manipulator, bir atomik güç mikkroskobu ucu ve şırınga çiplerini başarı ile çalıştırdıkları biliniyor. Fakat para ve zaman sorunu sebebiyle, tüm bunları bir arada çalıştıramamışlar. Gene de büyük bir başarıya imza attıkları kesin.
Bir deneyde: sıvı ile şırıngasını dolduran robotun, bir insan kontroller yardımı ile yeri sabitlenmiş hücreye giderek sıvıyı şırınga etmesi sağlanmış. Bu o kadar zor bir olay ki, bir yandan da hücreyi patlatmanız gerekiyor. Sıvı ise hücreye girdiği anda parlayarak varlığını belli etmiş.
Bu tip mini robotlardaki en önemli sorun enerji problemi. Gerçektende mikro ve belki gelecekte nano boyuttaki robotlar için temel sorun enerji ve makale bu konu ile ilgili tartışmalara da yer verilmiş
- IBM'den Nanoteknoloji tabanlı tümleşik devre
Science dergisinin 24 Mart 2006 sayısında yer alan "An Integrated Logic Circuit Assembled on a Single Carbon Nanotube" makalesine göre, IBM deki Araştırma Grubu 12 transistorlu (FET) 5 kademeli bir oscilator yaparak, günümüz silikon teknolojilerinde çok daha başarılı sonuçlar elde etmişler.
Kısaca özetlemek gerekirse, önce tek katmanlı bir Karbon nanotube'un üzerinde Silikon teknolojisindeki devre elemanlarını yerleştirerek, FET transistorlerdeki (trans-resistor, değişken dirençli) temel çalışma prensibi olan alan etkisini kaliteli silikon oksit yerine nanotüplerle sağlıyorlar.
Nanotüp nedir konusunda da Bilim Teknikde daha önceden çıkmış bir yazı vardı, Türkiye de de bu konuda ODTÜ Fizik Bölümünde Prof. Şakir Erkoç bu konularla ilgili teorik çalışmalarda bulunuyordu sanırım. Kendisi hidrojen depolanması konusunda Nanotüplerin kullanımı konusunda bir çalışma yapıyordu.
|
