Nanoteknoloji

Abone ol

Nanoteknoloji, yaklaşık 1 ila 100 nanometre olarak hesaplanan, nano ölçekte yürütülen bilim, mühendislik ve teknolojilerin genel tanımıdır. Metrenin milyarda biri ölçekte yapılan bu çalışmalar; alışılandan farklı ve üstün malzeme özellikleri, üretim süreçlerinin elde edilmesi, daha dayanıklı, daha hafif, daha hızlı yapılar, daha az malzeme ve enerji kullanımı gibi üstün özellikler oluşturulmasında kullanılmaktadır.

NANOTEKNOLOJİ

Nanoteknoloji, yaklaşık 1 ila 100 nanometre olarak hesaplanan, nano ölçekte yürütülen bilim, mühendislik ve teknolojilerin genel tanımıdır. Metrenin milyarda biri ölçekte yapılan bu çalışmalar; alışılandan farklı ve üstün malzeme özellikleri, üretim süreçlerinin elde edilmesi, daha dayanıklı, daha hafif, daha hızlı yapılar, daha az malzeme ve enerji kullanımı gibi üstün özellikler oluşturulmasında kullanılmaktadır. Nanoteknoloji uygulamaları çok basitten oldukça karmaşık olanlara kadar çeşitlilik göstermektedir. Ancak bu teknolojinin kullanım alanlarında maliyet oldukça yüksek olsa da elde edilen özellikler göz önünde bulundurulduğunda genellikle ikinci planda tutulmaktadır. Buna rağmen üretim maliyetleri aşılması gereken bir engel olmaya devam etmektedir.

Nanoteknolojinin Tarihsel Süreci

Nanoteknoloji vizyonunun ortaya çıkışını, 1959 yılında fizikçi Richard Feynman’ın malzeme ve cihazların moleküler boyutlarda üretilmesi ile başarılabilecekler üzerine yapmış olduğu ünlü konuşmasına kadar dayandırabiliriz. Bu konuşmasında Feynman minyatürize edilmiş cihazlar ile nano yapıların ölçülebileceği ve yeni amaçlar doğrultusunda kullanılabileceğinin altını çizmiştir. Nano bu konuşmadan yaklaşık on yıl sonra ortaya atılan bir kavram olmakla birlikte, dünyada konu ile ilgili 1950’li yıllardan beri çok yoğun araştırmalar yapılmaya başlanmıştır. Maddelerin minyatürleştirilmesi kavramı da yine ünlü Fizikçi Richard Feynman tarafından ortaya atılmıştır.

Nanoteknolojinin Önemi

Önümüzdeki birkaç on yıl içerisinde nanoteknoloji sayesinde süper bilgisayarlara mikroskop altında bakılabilecek, insan vücudunun içinde hastalıklı dokuyu bulup iyileştiren, ameliyat yapan nanorobotlar bulunabilecek, insan beyninin kapasitesi ek nanohafızalarla güclendirilebilecek, kirliliği önleyen nanoparçacıklar sayesinde fabrikalar çevreyi çok daha az kirletecektir. Ulusal güvenliği ilgilendiren konularda nanomalzeme bilimi, yeni savunma sistemlerinin geliştirilmesinde, haber alma/gizlilik konularına yönelik çok küçük boyutlarda aygıtların yapılmasında kullanılacaktır. Birim ağırlık başına şu andakinden 50 kat daha hafif ve çok daha dayanıklı malzemeler üretilebilecek ve bunların sonucu olarak insanın günlük yaşamında kullandığı tekstil ürünleri gibi ürünler değişebileceği gibi, uzay araştırmalarında ve havacılıkta yeni roket ve uçak tasarımlarının ortaya çıkması mümkün olacaktır.

Nanoteknoloji Uygulama Alanları

Günümüzde kullanılan üretim teknikleri, moleküler anlamda çok kaba tekniklerdir. Döküm, taşlama, tor- nalama vs. atomların büyük kitleler halindeki hareket- lerine dayanır. Yapı taşları olan atomlar tek tek alınıp istenildiği gibi, üstelik de ucuza mal olacak şekilde birleştirilebilir. Bu gelişme ile özellikle bilgisayar sek- töründe daha temiz, daha dayanıklı, daha hafif ve daha hassas ürünlerin üretilmesi mümkün olacaktır.

Nanoteknolojik ürünlerin kullanım alanları içinde; sağlık, ilaç sanayi, tekstil, elektronik, otomotiv, gıda, boya gibi farklı sahalarda birçok ürünlerden örnekler bulunmaktadır. Günümüzdeki nano ürünlerin çoğu varolan bir malzemeye nano yapılarla, suyu itme, güzel koku salma gibi ek özellikler eklenmiş halidir.

NanoteknolojininAvantajları

Nanoteknoloji zaten birçok üretim alanında devrim yaratabilecek yeni malzemeler sunuyor. Örneğin, sadece birkaç atom boyunca tüpler ve partiküller olan nanotüpler ve nanopartiküller, dikkat çekici yalıtım özelliklerine sahip çok hafif ve güçlü malzemelerden oluşan malzemeler, yeni tekniklerin ve üstün ürünlerin önünü açabilir. Ek olarak, nanobot denilen ve sadece nano fabrikalar olarak adlandırılan uzunluğu yalnızca birkaç nanometre olan robotlar, yeni malzemeler ve nesneler oluşturmaya yardımcı olabilir. Nano teknoloji, enerji edinme ve kullanma yöntemlerimizi değiştirebilir. Özellikle, nano teknolojinin güneş panelleri ve ilgili ekipmanların yapım maliyetini azaltarak güneş enerjisini daha ekonomik hale getirmesi olasıdır. Sonuç olarak, enerji depolama cihazları daha verimli hale gelecektir. Nano teknoloji ayrıca enerji üretme ve depolamada yeni yöntemler açacaktır. Elektronik alanı nano teknoloji tarafından devrim niteliğindedir. Örneğin, kuantum noktaları, aydınlatma için veya ekranlar gibi amaçlarla kullanılabilecek küçük ışık üreten hücrelerdir. Silikon yongalar zaten milyonlarca bileşen içerebilir, ancak teknoloji sınırına ulaşıyor; Belli bir noktada, devreler o kadar küçük hale gelir ki, eğer bir molekül yerinde değilse devre doğru çalışmayacaktır. Nano teknoloji, devrelerin atom düzeyinde çok doğru bir şekilde oluşturulmasına izin verecektir. Nano teknoloji, tıpta önemli gelişmeler getirme potansiyeline sahiptir. Nanobotlar tıkanıklıkları gidermek için hastanın arterlerine gönderilebilir. Ameliyatlar çok daha hızlı ve daha doğru olabilirdi. Yaralanmalar, hücre bazında onarılabilir. Zarar görmüş genleri sabitleyerek genetik koşulların iyileştirilmesi bile mümkün olabilir. Nano teknoloji, ilaç üretimini daha etkili hale getirmek ve yan etkileri azaltmak için moleküler düzeyde uyarlamak için de kullanılabilir.

Nanoteknolojinin Hayatımıza Etkileri

Nanoteknoloji modern günlük yaşamın vazgeçilmez bir parçası haline geldi. İster ofisinizde çalışırken ister tatilde güneşlenirken hayatın her anında nanoteknolojiden etkilenmemiş bir ürüne denk gelmek artık imkânsız. 20’nci yüzyılın sonlarından itibaren kuantum araştırmalarından yapay zekâya, endüstriyel uygulamalardan sayısız cihaza kadar pek çok alanda nanoteknolojinin etkilerini görmek mümkün oldu. Kuantum teknolojisinin ortaya çıkış noktalarından biri aslında nanoteknolojidir.

Birçok nanomalzeme kuantum özelliği de gösterdiğinden buradan yola çıkılarak kuantum teknolojisinde önemli gelişmeler sağlandı. Kuantum hesaplamaları da bu durumdan etkilenerek büyük ilerleme kaydeden başka bir araştırma alanı oldu. Bu teknoloji, hesaplamaya devam etmek için nano ölçekte mümkün olan donanımlı kuantum bilgilerini kullanır. Nano teknoloji ile nano ölçekte kullanılan bellekler ve bilgi kaynaklarının desteğiyle bilginin kullanılabilirliği de artırıldı. Bu bilgilerden çıkarımlar yapabilme becerisi, yapay zekâ olarak da bilinen makine öğrenmesini ön plana çıkardı. Veriler analiz edilirken doğru kararlar makineler tarafından bağımsız olarak verilebilir hale geldi. Robotik bilimine eşlik eden yapay zekâ aynı zamanda yavaş yavaş fabrikalardan insan odaklı uygulamalara da yönelmeye başladı. Örneğin algılama, çıkarım, kontrol etme ve çalıştırma özelliklerinin bir araya gelmesiyle ortaya çıkan otonom sürüş sistemleri bunun bir ürünüdür.

Nano Teknolojinin Dezavantajları

Nano teknolojinin olumlu etkilerinin yanında getirdiği büyük riskler de var. Yapay zekâ, robotik bilimi, otonomluk, yeni ortaya çıkan makineler ve ürünler bazı önemli soruları da beraberinde getiriyor. Nano teknoloji nedeniyle gelecekte ortaya çıkabilecek iyi veya kötü olasılıkların incelenerek, bu durumların nereden geldiğinin ve neye yol açabileceğinin araştırılması bu nedenle önem taşıyor. Doğal süreçlere nano teknoloji kullanılarak yapılan müdahaleler olası büyük riskleriyle dikkat çekiyor.

Örneğin, genleri yeniden düzenlemek için bir enzim ve kılavuz RNA kullanan bir gen düzenleme yöntemi olan CRISPR (Clustered Regularly Interspaced Palindromic Repeats) yöntemi, doğada ortaya çıkan gen hatalarını nano teknoloji ile düzeltmek için kullanılıyor. Genetik hastalıkların engellenmesi, yeni ilaçların keşfi ve kalp rahatsızlıklarının erken tedavisi ve bitkilerin özelliklerinin değiştirilmesi gibi birçok durum bu yöntemle mümkün hale gelmiştir. CRISPR aslında, doğada kuşaktan kuşağa aktarılan genlerle çok uzun bir zamanda ve kendiliğinden yaşanabilecek değişimleri çok kısa bir sürede ortaya çıkarmak için kullanılıyor.

Ancak bu yöntemin faydalarının yanında getirdiği çok büyük riskler de bulunuyor. Büyük ölçekli DNA değişimlerinde fark edilemeyen gelecek nesil hücre bozulmaları veya sağlıklı genlerin etkilenmesi ciddi bir risk olarak değerlendiriliyor. Bu hatalar fark edilmeden bir insana uygulandığında çok ciddi rahatsızlıkların ortaya çıkması da olası. Bilim insanları CRISPR’nin gen terapisi için kullanımına çok dikkatle yaklaşılması ve olası zararlı etkilerinin detaylı araştırılması gerektiğini öneriyor.

Yani nano teknoloji sadece düşük maliyet ile yüksek kalitede ürünün yapılmasına olanak sağlamayacak, aynı zamanda düşük maliyette ve yüksek hızda yeni nano fabrikalarının da yapılmasını sağlayacaktır. Nano teknolojinin önemli yanlarından biri de sadece daha iyi ürünler değil, aynı zamanda daha gelişmiş üretim amaçları sunmasıdır. Oldukça yenilikçi, güçlü ve potansiyel olarak da -tehlikeli- ya da faydalı bir teknolojidir.

Kaynaklar ;

https://thinktech.stm.com.tr/uploads/docs/1608824539_stm-blog thinteck.stm.com.tr

nanoteknoloji.org

https://tr.r2rwebreports.com/advantages-disadvantages-nanotechnology

https://www.noktavirgul.com/bilim-ve-teknoloji/nanoteknoloji-nedir-nerelerde-kullanilir.html

https://www.maksatistihdam.com/gelecegin-mesleklerinden-nanoteknoloji-muhendisligi/