Nanoteknoloji Nedir?

Nanoteknoloji nedir? sorusu gündemi oldukça meşgul etmektedir. Nanoteknoloji bilimsel olarak yaklaşık 1 ila 100 nanometre olan nano ölçekteki parçaları içeren bilim, mühendislik ve teknoloji dalıdır. Nano-bilim ve nanoteknoloji son derece küçük şeylerin çalışması ve uygulamasıdır. Ayrıca kimya, biyoloji, fizik, malzeme bilimi ve mühendislik gibi diğer tüm bilim alanlarında da kullanılabilir. 

İlk Nanoteknoloji Girişimleri:

Nanoteknoloji nedir? ve nanoteknolojinin arkasındaki fikirler ve kavramlar fizikçi Richard Feynman tarafından 29 Aralık 1959’da California Institute of Technology’de (CalTech) Amerikan Fizik Topluluğu toplantısında, “Altta Çok Oda Var” başlıklı bir konuşma ile başladı. Feynman konuşmasında, bilim adamlarının bireysel atomları ve molekülleri manipüle edip kontrol edebildiği bir süreci tanımladı. On yıl sonra 1981 yılına gelindiğinde, ultra-aşamalı işleme araştırmalarında, Profesör Norio Taniguchi, nanoteknoloji terimini belirledi. Modern nanoteknolojinin başladığı bireysel atomları “görebilecek” bir tarama tüneli mikroskobu geliştirilmesiyle herşey başlıyordu…

Nanoteknoloji ölçü birimini daha basit bir şekilde anlatabilmek için sizlere bir takım örnekler derledik.

1 inç (2.54 cm), 25.400.000 nanometreye eşittir.

  • Bir gazete kağıdının kalınlığı 100.000 nanometredir.
  • Kıyas yapabileceğimiz bir ölçekle, eğer mermer kalınlığı 1 nanometre olsaydı, bir metre dünyanın boyutu kadar olurdu.

Nanobilim ve nanoteknoloji nedir? sorusuna cevaben, bireysel atomları ve molekülleri görme ve kontrol etme yeteneğini içerir. Dünyadaki her şey atomlardan oluşur – yediğimiz yiyecekler, giydiğimiz kıyafetler, içinde yaşadığımız binalar ve evler ve kendi bedenlerimiz.

Ama bir atom kadar küçük bir şeyi, çıplak gözle görmek imkansızdır. Aslında, genellikle lise fen derslerinde kullanılan mikroskoplarla görmek imkansızdır. Nano ölçekteki şeyleri görmek için gereken mikroskoplar yaklaşık 30 yıl önce nispeten yeni bir şekilde icat edildi ve günümüz mikroskoplarında bu durum olası bir hal aldı.

Bilim adamları tarama tüneli mikroskobu (STM) ve atomik kuvvet mikroskobu (AFM) gibi doğru araçlara sahip olduklarında da nanoteknoloji çağı doğdu.

Modern nanobilim ve nanoteknoloji nedir? sorusu oldukça yeni olmasına rağmen, nano ölçekli malzemeler yüzyıllardır kullanılmıştır. Alternatif boyutlu altın ve gümüş parçacıklar yüzlerce yıl önce ortaçağ kiliselerinin vitray pencerelerinde renkler yarattı. O zamanlar sanatçılar, bu güzel sanat eserini yaratmak için kullandıkları sürecin aslında, üzerinde çalıştıkları materyallerin kompozisyonunda değişikliklere yol açtığını bilmiyorlardı.

Günümüzün bilim adamları ve mühendisleri, nano boyutta daha yüksek mukavemet, daha hafif ağırlık, artan ışık spektrumu kontrolü ve daha büyük kimyasal karşıtlık gibi gelişmiş özelliklerinden yararlanarak büyük ölçekli muadillerine göre çok çeşitli malzemeler üretmeye başladılar.

Nanoteller ve Karbon Nanotüpler:

Günümüzde bilim adamlarının özellikle ilgilerini çeken nano boyuttaki iki yapı bulmaktadır: Bunlar nanoteller ve karbon nanotüplerdir. Nanoteller, bazen 1 nanometre kadar küçük olarak bulunan, oldukça küçük çaplı tellerdir. Bilim adamları, bilgisayar çipleri ve diğer elektronik cihazlar için küçük transistörler inşa etmeyi planlamaktadırlar. Ayrıca son birkaç yılda gelişimi oldukça kısa bir süre alan karbon nanotüpler, nanotelleri gölgede bıraktı. Hala bu yapıları keşfetmeye çalışıyoruz, ancak şu ana kadar öğrendiklerimiz oldukça heyecan verici ve tatminkar.

Bir karbon nanotüp, nano boyutlu bir karbon atomları silindirinden meydana gelir. Altıgen bir levha gibi görünecek bir karbon atomu düşünün. Bu sayfayı bir tüpe aktarırsanız, karbon nanotüpünüz olur. Karbon nanotüp özellikleri, sayfayı nasıl sardığınıza bağlıdır. Diğer bir deyişle, tüm karbon nanotüpler karbondan yapılmış olsa bile, tek tek atomları nasıl hizaladığınıza bağlı olarak birbirlerinden çok farklı olabilirler.

Nanoteknoloji Uygulamaları:

Tıp:

Tıp dünyasındaki ihtiyaçlar doğrultusunda araştırmacılar, vücudunuzdaki hastalıklı hücrelere doğrudan ilaç gönderebilen moleküllerin büyüklüğüne göre özelleştirilmiş nano-partiküller geliştirmeye başladılar. Geliştirildiği takdirde, bu yöntem kemoterapinin, hastanın sağlıklı hücrelerine yaptığı hasarları büyük ölçüde azaltacaktır.

Elektronik:

Nanoteknoloji nedir? sorusuna verilen en iyi cevaplardan biri de elektronik alanda verilmiştir. Geliştirilen elektronik cihazların ağırlıklarını ve güç tüketimini azaltırken, bir takım teknik özelliklerini nasıl arttırabileceğimize dair bazı cevapları barındırmaktadır. Elektronikte nanoteknolojinin nasıl kullanıldığını görmek için gerekli zaman çokta uzakta değil.

Yakıt hücreleri:

Nanoteknoloji nedir? ve yakıt hücreleri ile alakası. Yakıt hücrelerinde kullanılan katalizörlerin maliyetini, metanol gibi yakıtlardan hidrojen iyonları üretmek ve hidrojen iyonlarını, oksijen gibi diğer gazlardan ayırmak için yakıt hücrelerinde kullanılan membranların etkinliğini arttırmak için kullanılmaktadır.

Güneş hücreleri:

Şirketler, geleneksel güneş pillerine göre önemli ölçüde daha düşük maliyetle üretilebilen nanotek güneş pilleri geliştirdiler. Çok daha verimli olan bu nanotek güneş pilleri, dönüştürülebilir enerjinin büyük bir önem arz edeceği önümüzdeki yıllarda, başrol oynayan etmenlerden olacaktır.

Gıda:

Nanoteknoloji, gıda ürünlerinin nasıl paketlendiğine nasıl yetiştirildiğine dair inceleme yapan gıda bilimi üzerinde çeşitli etkilere sahip. Şirketler sadece gıdaların tadıyla değil, aynı zamanda gıda güvenliğinde ve gıdaların sağladıkları sağlık faydalarında da fark yaratacak nanomalzemeler geliştiriyorlar.

Yakıtlar:

Nanoteknoloji, dizel ve benzin gibi fosil yakıtların eksikliğini düşük dereceli ham maddeden ekonomik olarak üreterek, motorların kilometrelerinde artış sağlayarak ve normal ham maddelerin yakıt üretimini daha verimli hale getirerek çözebilme kapasitesine sahiptir.

Daha İyi Bir Hava Kalitesi:

Nanoteknoloji, otomobillerden veya endüstriyel tesislerden kaçan buharları zararsız gazlara dönüştürmek için kullanılan katalizörlerin performansını artırabilir. Bunun nedeni, nanopartiküllerden yapılan katalizörlerin, reaksiyona giren kimyasallarla daha büyük parçacıklardan yapılan katalizörlerden daha büyük bir yüzey alanına sahip olmalarıdır. Daha geniş yüzey alanı, katalizör ile aynı anda daha fazla kimyasalın etkileşime girmesine izin verir, bu da katalizörü daha etkili hale getirir.

Piller:

Şirketler şu anda nanomateryaller kullanarak piller geliştiriyorlar. Böyle bir batarya on yıllardır rafta dursa dahi yenisi kadar iyi olacaktır. Nanoteknoloji kullanılarak geliştirilen bu bataryalar, geleneksel bataryalardan önemli ölçüde daha hızlı şarj edilebilir bir teknolojiye sahiptir.

Uzay:

Uzay araştırmaları şüphesiz ki pek çok bilim adamı dışında bizlerin de ilgisini çeken alanların başında gelmektedir. Günümüzde de en çok ön planda yer alan konulardan biri uzay yolculuğudur. Nanoteknoloji uzay-uçuşunun daha pratik hale getirilmesinde bir anahtar haline gelebilir. Nanomalzemelerdeki gelişmeler, hafif uzay aracı ve geliştirilmesi halen devam eden uzay asansörü için bir kabloyu mümkün kılar. Gerekli olan roket yakıtı miktarını önemli ölçüde azaltarak, bu ilerlemeler yörüngeye ulaşma ve uzayda seyahat etme maliyetini düşürebilir.

Temiz Su:

Nanoteknoloji su kalitesinde çok farklı üç problemin çözümü için kullanılmaktadır. Bu problemlerden ilki, yer altı sularından, TCE adı verilen bir temizleme çözücüsü gibi endüstriyel atıklardan arındırılmasıdır. Nano parçacıklar, kirletici kimyasalın zararsız hale gelmesi için kimyasal bir reaksiyona dönüştürülmesinde kullanılabilir. Çalışmalar, bu yöntemin, yeraltı göletlerinde dağılmış kirlenmelere ve çok daha düşük bir maliyetle, suyu arıtmak için zeminden dışarı pompalamayı gerektiren yöntemlerden daha başarılı bir şekilde kullanılabileceğini göstermiştir.

Kimyasal Sensörler:

Nanoteknoloji, sensörlerin çok az miktarda kimyasal buharı tespit etmesini sağlayabilir. Nanoteknoloji tabanlı sensörlerde karbon nanotüpler, çinko oksit nanoteller veya paladyum nanopartiküller gibi çeşitli tespit edici elemanlar kullanılabilir. Nanotüplerin, nanotellerin veya nanopartiküllerin küçük boyutu nedeniyle, birkaç gaz molekülü, algılama elemanlarının elektriksel özelliklerini değiştirmek için yeterlidir. Bu da, çok düşük bir kimyasal buhar konsantrasyonunun saptanmasına izin verir.

Spor Malzemeleri:

Bir tenis ya da golf hayranıysanız, spor ürünlerinin bile nano alemde dolaştığını duymaktan memnun olacaksınız. Spor sahasındaki mevcut nanoteknoloji uygulamaları, tenis raketlerinin gücünü arttırmak, eldeki kusurları azaltmak için kullanılmaktadır.

Bir Diğer Yazımız Olan Amerika da Nasıl İş Bulunur Yazımız için Lütfen TIKLAYINIZ!

Bir cevap yazın

E-posta hesabınız yayımlanmayacak. Gerekli alanlar * ile işaretlenmişlerdir

Araç çubuğuna atla