Nano Teknoloji Nedir / Büyük Çaplı Küçük Devrim – 1

nano-computerNano teknoloji denildiğinde eminim son zamanlarda bir çoğumuz ufak tefekte olsa mutlaka bir şeyler duymuşuzdur. Özellikle teknolojik ilerlemeler sayesinde, bu alandaki çalışma olanaklarının artmasıyla birlikte, nano teknoloki üretimi ürünlerde biz farketmesekte yavaş yavaş hayatımıza girmeye başladı. İsm benzerliğinden dolayı, iPode Nano yada iPhone Nano’dan bahsetmiyorum tabiki… Crysis’ gibi FPS türü bir oyunda dahi karekterin kullandığı özel nano yapıya sahip askeri elbise yada zırh, çünkü birden farklı kullanıma sahipti, nano teknoloji hakkında özellikle oyunu oynayanlar arasında büyük merak uyandırdı ve bu teknolojinin sınırsız olanaklarını fantezi alanı içnce dahi olsa gösterdi. Peki nedir bu nano teknoloji yada niçin bu kadar önemli. O zaman bu soruların yanıtlarına kısaca bir göz atalım. Kelime olarak nano yunancadaki ‘’nanos’’ kelimesinden gelmektedir. Nanos’un anlamı ‘’küçük yaşlı adam veya cüce’’,  bilimsel sözlükteki karşılığı ise ‘’milyarda bir’’ demektir. Yani bir nano metre, bir metrenin milyarda birine tekabül etmektedir.

İşte yunanca ‘’cüce’’ kelimesinden türeyen nano teknolojiyi özetlemek gerekirse, çok küçük ölçülerde( atomik/moleküler boyutlarda), atomları ve molekülleri, tek tek işleme ve yeniden düzenleme yoluyla, kullanışlı materyal, araç ve sistem yaratma bilimi ve sanatıdır. Bu teknolojiye bilim dışında sanat demek gayet uygun bir söylemdir, çünkü bu teknolojiyle yapılmış, atom altı seviyede çalışan ve ancak Atomik Mikroskoplarla görülebilecek kadar küçük makinalar, motorlar bulunmaktadır ki, bunlar bence 21. Yüzyılın sanat eserleri, bunları yaratan bilim adamları ise 21. yüzyılın sanatçılarıdır.

nano-suitNano teknolojinin ne kadar ufak boyutlarda materyaller üzerinde çalıştığını daha iyi bir şekilde aklımızda canlandırmamız için sanırım şu bilgiyi vermek yararlı olacaktır. Bir nano metre, bir metrenin milyarda biridir demiştik ya, işte bu ölçülerde yani bir nano metre, tam tamına 10 hidrojen atomuna eşittir. 10 adet küçük hidrojen atomu. Bir hayli ufak sayılır dimi? Bu ölçülerde yapılmış bir bilgisayar işlemcisi hayal edin. Ayrıca birde, bir toplu iğne başına bunlardan kaç tane sığar düşünsenize? Bu boyutlarda çalışan makinalar sayesinde geleceğin nasıl olabileceğini bir hayal edin? İnanılmaz gerçekten…

Nano teknoloji aslında çok yeni bir araştırma dalı. Kavram olarak ortaya çıkışı 1950’lerin sonlarına denk gelir. Bu vizyonun başlangıcını ilk defa 1959 yılında fizikçi Richard Feynman’ın malzeme ve cihazların moleküler boyutlarda üretilebilmesiyle başarılabilecekler üzerine yapmış olduğu ünlü konuşmasına dayandırabiliriz. (There is Plenty of Room at the Bottom) Türkçeye ‘’Aşağıda Oldukça Yer Var’’ olarak çevirebileceğimiz konuşmasında, Feynman, minyatürize edilmiş enstürümanlar ile nano yapıların ölçülebileceği ve yeni amaçlar doğrultusunda kullanılabileceğinin altını çizmiştir. Fakat aşılması katedilmesi gereken daha çok yol vardır.

1980 lere gelindiğinde, araştırmacıların daha küçük boyutlarda çalışmaya başlamasıyla birlikte bir çok problem de ortaya çıkmaya başlamıştır. Boyutlar küçüldükçe, yapılan çalışmaları izlemek zorlaşmıştır. 1981 yılında IBM tarafından yeni bir mikroskop türü “Scanning Tunneling Microspcope” (STM) yani ‘’Arama Tarama Mikroskopu’’ geliştirildi. Bu mikroskop sayesinde önemli ilerlemede pay sahibi olan araştırmacılar bu buluşları ile 1986’da Nobel Fizik ödülünü aldılar. Aynı zamanlarda STM mikroskopunun bir türevi olan “Atomic Force Microscope” (AFM) geliştirildi.

nano-structureFeynman’ın bahsetmiş olduğu enstrümanların (scanning electron microscope, atomic force microscope, near field microscope vb.), 1980’lerde geliştirilmesi ve eşzamanlı olarak gelişen bilgisayar kapasiteleri ile nano skalasında ölçüm ve modelleme yapılması mümkün olmaya başladı. 1990’ların başında ise Rice Üniversitesinde Richard Smalley öncülüğündeki araştırmacılar 60 karbon atomunun simetrik biçimde sıralanmasıyla elde edilen futbol topu şeklindeki “fullerene” molekülleri geliştirildi. Elde edilen molekül, 1 nanometre büyüklüğünde (10 tane hidrojen atomunun büyüklüğüne eşit) ve çelikten daha güçlü, plastikten daha hafif, elektrik ve ısı geçirgen bir yapıya sahipti. Bu araştırmacılarda 1996 yılında Nobel Kimya ödülünü aldılar. 1991 yılında Japon NEC firması araştırmacılarından birinin, Sumio Iijima’nın, karbon nano tüpleri bulduğunu duyurdu. Karbon nano tüpler, fullerene molekülünün esnetilmiş bir şekli olup benzer şekilde önemli özelliklere sahipti; çelikten 100 kat daha güçlü ve ağırlığı çeliğin ağırlığının 6’da 1’i kadardı.

90’larda ayrıca Feynman’in fikirleri Eric Drexler tarafından yazılan kitapta (“Engines of Creation”) geliştirildi. Drexler’ın fikirleri şüpheyle karşılanmasına karşın 1992 yılında yayınlamış olduğu kitabında (“Nanosystems: Molecular Machinery, Manufacturing, and Computation”) genel kavram ve düşüncelerini detaylı analiz ve tasarımlar ile ayrıntılı olarak anlatmıştır. 1990’larda özellikle sanayi alanıda inanılmaz bir devrime yol açacak nano-karbon tüplerin yaratılması gerçekten önemli bir adımdı. Çelikten daha güçlü, hafif ve dayanıklı bu malzeme alanındaki araştırmalar günümüzde geçen seneler itibariyle iyice hız kazanmış, çeşitli ürünlerde kullanılabilir hale gelmiştir.
2000’li yıllarla birlikte, nano teknolojinin potansiyeli iyice anlaşılmış, özellikle gelişmiş devletler tarafında, araştırma ve geliştirme faliyetlerinde kullanılmak üzere çok büyük fonlar ayrılmaya başlanmıştır. 1999 yılında ABD’de Bill Clinton hükümeti nanoteknoloji alanında yürütülen araştırma, geliştirme ve ticarileştirme faaliyetlerinin hızını artırma amacını taşıyan ilk resmi hükümet programını, Ulusal Nanoteknoloji Adımını (National Nanotechnology Initiative) başlattı.

nano-carbon-tubeBunu takiben, 2001 yılında Avrupa Birliği, Çerçeve Programına Nanoteknoloji çalışmalarını öncelikli alan olarak dahil etti. Japonya, Tayvan, Singapur, Çin, İsrail ve İsviçre benzer programlar başlatarak 21. yüzyılın ilk küresel teknoloji yarışında önlerde yer almak için çalışmalarına hız verdi. Nano teknoloji gibi bir konuyu anlatmanın güçlüğünden dolayı, konunu devamını ileriki günlerde sürüdüreceğim. Gerçekten o kadar önemli ki, ileride tarih kitaplarında, 20. ve 21. yüzyıllarda insanlığı etkileyen devrimler nedir sorusunun cevabının, ‘’İnternet Devrimi’’ sonrasında gerçekleşen ‘’Nano Devrim’’ olacağını düşünüyorum. (Kaynak: Sıradaki Büyük Şey Aslında Çok Küçük, Jack Uldrich&Deb Newberry)

Facebooktwittergoogle_plusredditlinkedintumblrmailFacebooktwittergoogle_plusredditlinkedintumblrmail

Nano Teknoloji Nedir / Büyük Çaplı Küçük Devrim – 1” üzerine bir düşünce

Bir Cevap Yazın

E-posta hesabınız yayımlanmayacak. Gerekli alanlar * ile işaretlenmişlerdir