Nanoteknoloji Nedir

~Nanoteknoloji Nedir?

Nanoteknoloji, 21. yüzyılın teknolojisi olarak kabul ediliyor. Fiziksel, kimyasal ve biyolojik olayların nanometre ölçeğinde incelenmesi, kontrol edilmesi ve nano boyutlarda fonksiyonel malzemelerin, araçların ve sistemlerin tasarlanması ve üretilmesi bu teknoloji ile olmaktadır. Nanoteknoloji ile nano boyuttaki yapıları incelemek, bu yapıların fiziksel, kimyasal ve mikrobiyolojik özelliklerini araştırmak ve nano boyutta malzemeler, araçlar ve sistemler üretmek mümkün olmaktadır.

Nanoteknoloji çalışmaları ile, nano boyuttaki olaylar değerlendirilmekte ve bu olayların benzerleri geliştirilerek uygulanması sağlanmaktadır. Bilimde yeni ufuklar açan bu çalışmalarda, nano büyüklükte olan, yani atom ve molekül büyüklüğündeki maddeleri kullanarak olaylar kontrol edilmektedir. Nano boyutu, en küçük atom olan hidrojen atomunun 10 katı bir büyüklüktür. Ya da gözde canlandırılabilmesi açısından, bir insan saç telinin 80 binde biri olan bir boyuttur.

Nanoteknoloji, bir boyutu en az 1 ile 100 nanometre olan malzemeler, araçlar ve sistemler ile ilgilenmektedir. Bir nanometre, metrenin milyarda biri olan bir uzunluktur.
Nanoteknolojinin hedefi, daha üstün ve farklı nitelikleri olan elektrik, ısıl, mekanik, optik ve kimyasal özelliklere sahip malzemeler ve sistemler geliştirmektir.
Nanoteknoloji çalışmalarının amaçları şunlardır:

• Nano ölçekteki yapıları analiz etmek
• Nano boyuttaki yapıların fiziksel, kimyasal ve mikrobiyolojik özelliklerini araştırmak
• Nano boyutta malzemeler, araçlar ve sistemler üretmek
• Nano duyarlıkta aletler tasarlamak
• Nanoskopik ve makroskopik alanlar arasında bağ kurmaya yardımcı olacak yöntemler bulup geliştirmek

Ülkeler ve kuruluşlar, kendileri için uygun öncelikli alanları tespit etmekte ve nanoteknoloji araştırma ve uygulama planlamaları yapmaktadır. Nanoteknoloji, bilgi çağının teknolojisidir ve sadece elektronik ve makinecilerin değil, malzeme, daha doğrusu atomlar ve moleküllerle uğraşan fizikçiler, kimyacılar ve biyologların birlikte çalışacağı bir alandır.
Dünyanın birçok ülkesinde nanoteknoloji üzerine araştırma ve tasarım çalışmaları yapılmaktadır. Ülkemizde de bilgi çağının teknolojisi olan bu yeni alanla ilgili olarak çalışmalar başlatılmıştır. Bugün çağımıza yön veren teknolojiler, iletişim teknolojisi, gen teknolojisi, uzay teknolojisi ve nanoteknolojidir.
Bugün için nanoteknolojinin en tipik uygulama örnekleri olarak şunlar gösterilebilir:

• Karbon lifler üretilerek hidrojen bataryası kullanımı
• Nano kütüphanelerin tasarımı
• Veri depolama sistemleri
• Nano litografi tasarımı (nano boyutta aletler kullanmak suretiyle, molekül ve atom düzeyindeki malzemelerin bir yerde biriktirilmesi veya oradan uzaklaştırılması)
• Hücre onarım robotlarının tasarımı
• Pet şişelerin monolayer silisyum dioksitle kaplanarak cam ve plastiğin üstün özelliklerinin birleştirilmesi
• Polietilen üretiminde, zincir yapısının değiştirilerek çelikten daha sağlam taşıyıcı halat üretimi
• N ve T tipi transistörler ve elektonik devrelerin üretilmesi
• Moleküllerin yapısındaki kimyasal ve fiziksel özelliklerin ölçülmesi

Gelecekte ise nanoteknoloji sayesinde akıl almaz ilerlemeler kaydedilecektir. Örneğin,

• İki boyutlu elektronik devrelerin yerini hacimsel devreler alacaktır. Bilgisayarların çalışma frekansı tera herz büyüklüğüne çıkacaktır. Aynı zamanda nöron benzeri protein molekülleri sayesinde bilgisayarların hafızaları terabite’lara ulaşacaktır.
• Ekolojide zararlı maddelerin oluşumu önlenecektir. Moleküler yapıda hijyen robotlar geliştirilecektir. Atıklar bir başka maddenin üretilmesinde hammadde olarak kullanılacaktır. Tarımsal üretimde yeni tekniklerle atık üretimi önlenecektir.
• Tıpta moleküler robotlar geliştirilecektir. İnsan vücuna giren bu robotlar, herhangi bir organın zarar görmesi halinde bunu önleyecek ve tedavi edecek güçte olacaktır.
• Biyolojik alanda, insan bedeninde zarar gören veya ölen bir organın atomlarından yeniden sentez sağlanacaktır. Yeni tip biyo robotlar tasarlanacaktır.

Nanoteknoloji, nano boyutlarda malzeme tasarlamayı ve üretmeyi ve bu malzemelerden yeni yöntemlerle araçlar ve sistemler üretmeyi amaçlamaktadır. Bu nedenle nanoteknolojide kullanılan yöntemler, geleneksel yöntemlerden çok farklıdır.
Yirminci yüzyılın başlarında maddenin temel yapı taşları, elektrik, elektronik ve optik özellikleri konusunda bilim adamları bazı kuramlar ortaya koydular. Kuantum fiziği ismi verilen bu öngörülerle, atom altı boyutlarda bir belirsizlik olduğunu ortaya çıkardılar. Kuantum mekaniği sayesinde atom ve moleküller hakkında daha gerçekçi yorumlar yapılmaya başlandı. Klasik mekaniğin esas alındığı üretim süreçlerinde, malzemelerin atom yapısı, mekanik, elektronik ve manyetik özellikleri, kuantum fiziği sayesinde daha net çözümlenmeye başlandı. Bunun sonucunda da daha hassas üretimler yapılmaya başlandı.
Nanoteknoloji, yaşanılan dünyayı öylesine değiştirecek bir teknolojidir ki, şu sayılan gelişmelerin yakın gelecekte gerçekleşmesi olanaksız değildir:

• İnsan vücudunun içinde yol alan ve hastalıklı dokuyu bulup onarabilen, ameliyat yapan nano robotlar kullanılabilecek
• Bir DVD içine bir milyondan fazla sinema filmi konulabilecek.
• Süper bilgisayarlara mikroskop altında bakılabilecek.
• Belki de insan beyni ilave nano hafızalarla daha fazla güçlenebilecek.
• Bugün kullanılan malzemelerden kat kat hafif ve çok daha dayanıklı malzemeler üretilebilecek.

Bugün hayal edilebilen bütün bu gelişmeler, nanoteknolojide yaşanacak gelişmeler ile gerçek olabilir. Bu sayılanlar, dünyaya yeniden şekil verecek bilimsel ve teknolojik bir devrim niteliğindedir. Gelecek, nanobilim ve nanoteknoloji dönemidir.