Nanoteknoloji Nedir? Nanoteknoloji Kullanım Alanları Nelerdir?

Nanoteknoloji kavramı hayatımızda yeni sayılır. Son zamanlarda haberlerde, teknoloji sitelerinde, bilimsel yazılarda sıklıkla bu kavram ile karşılaşıyoruz. Peki Nanoteknoloji nedir? Bir bilim dalı mıdır? Yoksa bir balon mu?

Tüm bu soruların yanıtlarını yazımı okuduktan sonra alabileceksiniz. Ayrıca nanoteknoloji mühendisliği, nanoteknoloji ürünleri, nanobilim ve nanoteknoloji hakkında da detaylara yer vereceğim. Dilerseniz önce tanım ile giriş yapalım.

Nanoteknoloji Nedir?

Nanoteknoloji, mühendislik, bilim ve teknoloji alanlarında 1 ile 10 nanometre arasında değişen boyutlarda yapılan çalışmalara verilen isimdir.

Nano Yunanca cüce anlamına gelmektedir. Bir nanometre ise bir metrenin milyarda biri uzunluğuna verilen ölçü birimidir. Milimetrenin milyonda birine tekabül eder. Örnek verecek olursak bir saç telinin on binde biri kalınlığında ve seksen binde bir uzunluğundadır.

Nanoölçek hakkında bir fikir vermek için, yan yana serilen 10 hidrojen atomu bir nanometreyi ölçer, bir DNA ipliği çapı 2.5 nm, kırmızı kan hücresi yaklaşık 7.000 nm genişliğindedir.

Bu ölçeklerde, fizik ve kimyanın olağan kuralları artık geçerli değildir. Örneğin, renk, mukavemet, iletkenlik ve reaktivite gibi malzemelerin özellikleri, nano ölçekli ve makro arasında önemli ölçüde farklılık gösterebilir. Karbon nanotüpleri çelikten 100 kat daha güçlü ancak altı kat daha hafiftir.

nanoteknoloji nedir

Nanoteknolojinin geliştirilme amacı atom ve moleküllerin en küçük birimlerini tanımlamak ve maddeyi en küçük boyutta incelemektir. Bu terim, 1974 yılında nanometre sırasının kontrolü ile ilgilenen ince film birikimi gibi yarı iletken süreçleri tanımlamak için Tokyo Bilim Üniversitesi’nden Norio Taniguichi tarafından üretilmiştir.

Taniguichi terimi şu şekilde tanımlıyor: “Nanoteknoloji temel olarak malzemelerin bir atom veya bir molekül tarafından ayrılması, konsolidasyonu ve deformasyonunun işlenmesinden oluşur.”

Atomlar ve moleküller ölçeğinde ‘şeyler’ (genellikle malzemeler ve cihazlar) oluşturmakla ilgili bir araştırma ve yenilik alanıdır. Nanoteknoloji, sağlık hizmetlerinden imalata kadar çok çeşitli alanlarda devrim yapma potansiyeline sahiptir. Nanomalzemelerin ve nanoteknolojinin güvenliği halen tartışılmaktadır, test edilmektedir ve değerlendirilmektedir.

Nanoteknoloji Bir Bilim Dalı Mıdır?

Bu konuda bilim adamları tarafında görüş ayrılıkları mevcuttur. Bazıları bir bilim dalı olduğunu düşünse de hala bu teknolojinin nereye varacağını bilmediğimizden bilim dalı olarak görülmemesini düşünen bilim insanları da mevcut.

Bilim dalı olup olmadığı konusunda tartışmalar sürerken bu teknoloji hakkında Nobel kimya ödülü sahibi bilim adamı Richard Smalley şunları söylüyor: Nanoteknolojinin insanların sağlığı, zenginliği ve yaşamları üzerindeki etkisi en azından bu yüzyılda geliştirilen mikroelektronik, tıbbi görüntüleme, bilgisayar destekli mühendislik ve insan yapımı polimerlerin birleşik etkilerine eşdeğer olacaktır.

Nanoteknoloji Kullanım Alanları Nelerdir?

Bu teknolojinin kullanım alanları arasında tıp, gıda, bilgisayar teknolojileri ve diğer bilimsel alanlar yer almaktadır. Elbette fizik, kimya ve biyoloji de nanoteknoloji mühendisliği kullanım alanına girmektedir.

Tıpta mikropların incelenmesi, ilaç bulunması gibi çeşitli alanlarda kullanılabilmektedir. Gıda sektöründe ise özellikle GDO’nun hayatımıza girmesi konusunda nanoteknolojinin bir dokunuşu olmuştur. Nanoteknoloji sayesinde genetiği değiştirilen organizmalar elde edilebileceği gibi daha verimli ürünler elde etmek için de kullanılabilir.

Bilgisayar teknolojilerinde ise süper küçük bilgisayarlar, günümüz bilgisayarlarından milyar kat daha güçlü masaüstü bilgisayarların nano boyutta yapılması alanında kullanılmaktadır. Ayrıca kuantum bilgisayarların geliştirilmesinde de önemli bir rolü vardır.

1991 yılında bir Japon araştırmacı tarafından keşfedilen karbon nanotüpler çelikten 100 kat daha güçlü ve 6 kat daha hafif olduğundan köprü, uçak, uzay araçları yapımında kullanılmaktadır. Nanoteknolojik ürünler hem daha hesaplı hem de kullanım ömrü bakımından daha uzun sürelidir.

Nanoworld’de faaliyet göstermenin en heyecan verici unsurlarından biri, ultra küçük olduğunuzda işlerin farklı davranmasıdır. Esasen, maddenin fiziksel ve kimyasal özellikleri değişir.

Sarı renkli bir altın yığını düşünün. Eğer bu yumruları nano boyutlu parçalara ayıracak olsaydınız, altın parçaların boyutuna bağlı olarak renk değiştirirdi. 10 ila 100 nanometre aralığında kırmızımsı görünebilir (parçacığın boyutuna veya şekline bağlı olarak turuncu, mor veya yeşil de olabilir).

Gerçekten de, bir materyali nano boyutta partiküllere bölerek, çoğu özelliğini çoğu zaman değiştirebilirsiniz. Nanometre ölçeğinde moleküler yapıların oluşturulma şeklini kontrol ederek, bu moleküllerin oluşturduğu malzemelerin temel özelliklerini kontrol etmek mümkündür: renk, elektrik iletkenliği, erime sıcaklığı, sertlik, çatlama direnci ve mukavemet gibi özellikler.

Maddenin kimyasal bileşimini veya kristal yapısını değiştirmediğimizi düşündüğünüzde bu oldukça şaşırtıcı. Fiziksel ve kimyasal özellikler değişiyor çünkü malzemenin yüzey alanını daha fazla açıp açığa çıkarıyoruz.

Nanoteknoloji Mühendisliği Nedir?

Nanoteknoloji mühendisliği, malzeme bilimi ve mühendisliği, kimya, fizik, biyoloji ve tıp gibi alanlardan yararlanan çok disiplinli bir mühendislik alanıdır. Bir nanoteknoloji mühendisi, bilimin en küçük, en şaşırtıcı parçalarında çalışan kişidir.

Bir nanoteknoloji mühendisi, sağlık, bilim, teknoloji ve çevrenin yüzünü moleküler düzeyde değiştirebilecek yeni şeyler öğrenmeye çalışır. Çevre kirliliğini test ederler, gıdalarımızı ve ilaçlarımızı zenginleştirmek için tozlar oluştururlar ve DNA’nın en küçük parçalarını incelerler. Vücuttaki hücreleri, proteinleri ve diğer kimyasalları bile manipüle edebilirler.

Nanoteknoloji mühendisleri gelişmiş malzeme ve gereçleri alıp yeni ve heyecan verici bir şeye dönüştürebilirler. Ayrıca hava, yer ve sudaki atık ve kirleticileri test etmek için yenilikçi yollar oluşturarak çevreyi izlemenin ve iyileştirmenin yeni ve iyileştirilmiş yollarını oluşturabilirler.

Nanoteknoloji mühendisleri, tıp alanında çalışmayı, moleküler düzey kadar küçük bir ölçekte sorunları çözebilecek yeni araçlar oluşturmak için de seçebilirler. Biyo-sistemlerle ilgili olanlar, test ve manipülasyon için en küçük miktarlarda DNA veya diğer biyolojik parçaları depolamanın yollarını arayacaklardır.

Nanoelektronik ile çalışan nanoteknoloji mühendisleri, daha fazla elektronik atık olmadan daha büyük ürünler yapabilen ürünler yapmak için daha küçük, daha verimli yongalar, kartlar ve hatta daha küçük bilgisayar parçaları oluştururlar.

İşyerleri büyük olasılıkla bir bilim araştırma tesisi, bir ilaç şirketi veya bir tıbbi malzeme ve ekipman şirketşeri olsa da, yarı iletken üretim şirketleri için çalışan birçok mühendis bulunmaktadır.

Nanoteknoloji Örnekleri

Nispeten yeni bir kavram olmasına rağmen, nanoteknoloji hızla gelişim kazanıyor. Çok çeşitli sektörlerde zaten çok sayıda uygulaması var. Çoğu insan farkında olmayabilir, ancak dünya, tüketim mallarından ilaca kadar değişen nanomalzemelerle dolmaya başladı. Bu başlık altında en yenilikçi nanoteknoloji örnekleri yer almakta.

nanoteknoloji mühendisliği

İlaç Sanayi

Nanoteknoloji uygulaması biyomedikal alanda heyecan verici olmayı sürdürüyor çünkü bilim adamları önleme, tedavi ve teşhis alanlarında ilerleme kaydetmeye devam etmektedir. Nano fabrikasyon süper prezervatiflerden kansere neden olan ultraviyole ışığı yansıtan nano partiküllü güneş koruyucu ürünlere kadar araştırmacılar insanları korumak için daha iyi yollar bulmakta.

Vücut sıvılarındaki biyolojik maddeleri tanımlayabilen ve ölçebilen nano sensörler sayesinde erken hastalık tespiti mükün. Ayrıca, uzmanlar şu anda kanser hücrelerine karşı savaşmak için yüksek oranda hedeflenmiş kapsülleri kullanacak bir ilaç verme yöntemi üzerinde çalışıyorlar. Bilim insanlarına göre, bu kapsüller kemoterapi ilacını ancak kanser hücreleri aralığında olduklarında serbest bırakacak ve böylece normal dokuya verilen zararı en aza indirecek.

Elektrik ve Elektronik

Nanoteknoloji, elektronik cihazların kapasitelerini artırırken güç tüketimini ve ağırlıklarını azaltır. Sonuçlar, diğerlerinin yanı sıra, artan bellek yongaları ve elektronik cihazlarda gelişmiş ekranlardır.

Güneş enerjisinin sürdürülebilirliği ve düşük bakım maliyeti onu enerji depolamasının geleceği haline getiriyor. Ancak, üretim maliyeti doğal gazın iki katı kadardır. 2014 yılında, Kaliforniya Üniversitesi’nden bir bilim insanı ekibi, termal depolamayı ve ışığın elektriğe dönüşümünü artıran yeni bir nano malzeme yarattı. Nano malzeme ısıyı erimiş tuza dönüştürerek güneş battıktan sonra bile gücü sentezlemeyi mümkün kılmakta. Bu teknoloji ile güneş enerjisi daha az maliyetli ve daha verimli hale gelecek.

Tüketici Ürünleri

Günümüzde kullanılan bazı ürünler, performanslarını ve uzun ömürlerini geliştirmek için nanoteknoloji kullanmaktadır. Elektrikli otomobillerdeki lityum iyon piller nanoparçacık bazlı elektrotlar kullanırken, bazı cilt bakım ürünleri, vitaminleri cilde daha derin şekilde uygulayan veya ileten nanopartiküller içerir.

Ayrıca, üreticiler mobilya köpüklerini alev geciktirici karbon nanofiberlerle kaplıyorlar. Giysileri kokuya dayanıklı hale getiren bakterileri öldürmek için gümüş nanoparçacıkları kumaşa entegre ediyorlar. Alkol endüstrisinde, kil nanopartikülleri, biraların daha ucuz plastik şişelerde saklanmasını sağlamakta.

Spor Malzemeleri

Şu an itibariyle, golf ve tenis nanoteknolojisinden faydalanır, ancak diğer sporlar da yakında desteklenmeye başlanacaktır. Yüksek kaliteli tenis ve golf topları, havanın dışarı kaçmasını önlemek için yayılan kil nanopartiküllerinden oluşan bir kompozit sayesinde sıçramalarını daha uzun süre muhafaza eder.

Tenis raketlerinin çerçevelerine nanotüp eklemek kuvvetlerini arttırır, bu da topa vururken gücü ve genel kontrolü arttırır. Nanoparçacıklar ayrıca homojenliği ve sonuç olarak salınımı artırmak için golf malzemelerindeki kusurları kapatır.

Güvenlik

Vücut zırhları çoğu kalibredeki mermiyi durdurabilir, ancak bunlar genellikle önemli miktarda hasar bırakır. Ağır bir mermi çok şiddetlidir ve kurbanın vücudana deymeden bile zarar verebilir. First Choice Armor adlı bir silah üretim şirketi, bu sorunu çözmek için N-Force yeleklerinde Nanorepel adlı bir madde kullanmaya başlamıştır.

Nanorepel ile kaplandığında, zırh kuvveti çok daha geniş bir alana yayar. Aslında bu, darbeyi uzaklaştırarak darbeyi azaltır. Teknoloji ayrıca, telleri yerinde kilitlemek ve daha fazla hareket etmeyi sağlamak için çarpma üzerine donan bir organik molekül tabakasını içerir.

Nanoteknoloji için binlerce potansiyel kullanım vardır ve alanın yakın gelecekte insan hayatını iyileştirecek büyük adımlar atması beklenmektedir. Bilim adamları nanoteknolojiden yararlanmanın daha fazla yolunu keşfetmek için gece gündüz çalışırken ortaya çıkabilecek ürünler sayısızdır.

Nanoteknoloji Ürünleri Nelerdir?

Nanoteknoloji ürünleri arasında güneş kremleri, kendi kendini temizleyen cam, antibakteriyel bandaj, deterjan ve dezenfektanlar, nanorobotlar, kendi kendini temizleyen boya, karbon nanotüp vücut zırhı, güneş panelleri gibi çeşitli ürünler sayılabilir.

Nanobilim Ve Nanoteknoloji Nedir?

Devam etmeden önce bir şeyi belirtmek gerekiyor. Nanobilim ve nanoteknoloji terimleri genellikle birbirinin yerine kullanılır, ancak aslında iki farklı şeydir.

Nanobilim sözcüğü, maddenin, parçacıkların ve yapıların nanometre ölçeğinde (milimetrenin milyonda biri, atom ve molekül ölçeği) incelenmesini, manipülasyonunu ve mühendisliğini ifade eder. Nanobilim, yapıların ve malzemelerin ultra küçük ölçekte incelenmesidir.

Nanobilim, materyallerin ultra küçük ölçekte çalışılmasını ve bu materyallerin sergilediği yeni özellikleri içeren yeni bir bilim alanıdır.

Nanobilim, etrafımızdaki dünyayı yeniden şekillendirme potansiyeline sahiptir. İmalattan sağlık hizmetlerine kadar değişen alanlarda devrim niteliğinde atılımlara yol açabilir.

Malzemelerin elektriksel, optik, termal ve mekanik özellikler gibi önemli özellikleri, moleküllerin ve atomların nanoölçekte daha büyük yapılara nasıl bir araya getirildikleri ile belirlenir. Ayrıca, nanometre boyutundaki yapılarda bu özellikler genellikle makro ölçeğe göre farklıdır, çünkü kuantum mekanik etkiler önem kazanır.

Nanoteknoloji, yararlı ürünlerde yeni nanomalzemelerin ve nanoboyut bileşenlerinin kullanımına yol açan nanobilim uygulamasıdır. Nanoteknoloji nihayetinde bize yeni geliştirilmiş özelliklere, yeni nanoelektronik bileşenlere, yeni akıllı ilaç ve sensör türlerine ve hatta elektronik ve biyolojik sistemler arasındaki arayüzlere sahip özel yapım malzemeler ve ürünler tasarlama yeteneği sağlar.

Bu yeni doğan bilimsel disiplinler fizik, kimya, malzeme bilimi, mikroelektronik, biyokimya ve biyoteknoloji arasında bir noktada yer almaktadır. Dolayısıyla bu disiplinlerin kontrolü akademik ve çok disiplinli bir bilimsel eğitim gerektirir.

Nanobilim ve nanoteknoloji, modern araştırmanın ön saflarında yer almaktadır. Bu alandaki hızlı büyüyen ekonomi, bu bilgiyi yeni ürünlere uygulama becerileriyle birlikte olağanüstü bir nanobilim bilgisine sahip uzmanlar gerektirmektedir.

Çok disiplinli bilimsel eğitim, endüstri ve araştırma enstitülerine elektronik, fizik, kimya, malzeme bilimi, biyoteknoloji gibi farklı alt disiplinlerde genel bir arka plana sahip ve aynı zamanda belirli bir alanda uzman olan en kaliteli uzmanlara sahip olmak için çok önemlidir.

Nanobilim, yapıların ve malzemelerin ultra küçük ölçekte incelenmesi ve bu malzemelerin gösterdiği benzersiz ve ilginç özelliklerdir. Diğer yandan nanoteknoloji, (bazen moleküler üretim olarak da adlandırılır) nano ölçekte yapıların, cihazların ve sistemlerin tasarımı, üretimi ve uygulamasıdır.

Yani esasen biri nanomalzemeleri ve özelliklerini inceliyor, diğeri ise bu materyalleri ve özellikleri yeni veya farklı bir şey yaratmak için kullanıyor.

Para kazanma yolları üzerinde uzun yıllardır araştırma yapıyor ve bu yolları deniyorum. Edindiğim tecrübeleri sizinle paylaşmak istiyorum. Reklam, fikir ve önerileriniz için parakazanmarehberi@yandex.com mail adresinden benimle iletişime geçebilirsiniz.

HADİ BİR YORUM BIRAK!

Yorumunuzu yazın!
Lütfen buraya adınızı girin.