Bu güne kadar nanoteknoloji için genel kabul görmüş bir tanımlama bulunmuyor. Nanometre, bir uzunluk ölçüsüdür ve bir metrenin milyarda birini tarif ediyor. Bir örnek vermek gerekir ise, bir insan saçının çapı 50 bin nanometredir veya metre nanometreye oranlanacak olursa bir fındık tanesini, dünya küre ile karsılaştırmak gerekir.Nanoteknolojinin gelişim sürecinde önemli bir adımlardan birinin 1981 yılında rastertunnel...
Bu güne kadar nanoteknoloji için genel kabul görmüş bir tanımlama bulunmuyor. Nanometre, bir uzunluk ölçüsüdür ve bir metrenin milyarda birini tarif ediyor. Bir örnek vermek gerekir ise, bir insan saçının çapı 50 bin nanometredir veya metre nanometreye oranlanacak olursa bir fındık tanesini, dünya küre ile karsılaştırmak gerekir.
Nanoteknolojinin gelişim sürecinde önemli bir adımlardan birinin 1981 yılında rastertunnel mikroskop sayesinde ilk defa direk olarak atom boyutlarına ulaşılmış olması olduğu söylenebilinir. Nanoteknoloji kendi skalasında ölçülebilen yapılar ve prosesler ile ilgileniyor. Bu skala maddenin atom büyüklüğüne inen ve daha ziyade kuantum fizik kurallarına uygun davranışlar gösterdiği alan olarak anılıyor. Nanoteknoloji, atom ve molekül skalası arasındaki sınır bölgesinde ortaya çıkan karakteristik efekt ve fenomenleri kullanır.
Nano ölçütlere varabilmek için genel olarak iki temel stratejinin varlığından bahsedebiliriz; bunlar top-down ve bottom-up olarak ele alınıyor. Top-down (yukarıdan aşağıya) metotlarında fizik ve fiziksel teknikler hâkim olup nano yapılar ve elemanlar yardımı ile mikro teknik için minyatürizasyon imkânlarına ulaşılmaya çalışılır. Bottom-up (aşağıdan yukarıya) metotlarında ise şimdiye kadar nanometrik boyutlar kimya ve biyoloji için zaten tanınan alanlar olduğu için bu bilim dallarının geliştirilmiş metotları yardımı ile daha kompleks, atom ve molekül ölçütlerinde ki yapılara (strüktür) ulaşılmaya çalışılıyor.
TEKNOLOJİ ANALİZİ; POTANSİYEL BEKLENTİSİ
Normal olarak geliştirilen teknolojiler kullanım alanları ile sınırlı iken nano teknoloji kullanım ve uygulama alanlarında diğer teknolojiler ile sınır oluşturmaz. Sadece bu sebepten dolayı bile nanoteknoloji, insanlığın geleceğini etkileyecek anahtar teknoloji olarak görülmelidir.
Belli bir teknolojik alt yapı ile beraber geniş araştırma, geliştirme imkânlarına sahip ülkeler, 2000 yılından bu yana nano teknolojiler konusunda ki program ve projelerini belirleyerek (sanayi, politika) bazı nanoteknoloji ürünlerini pazara sunmaya başladıklarını görüyoruz. Başlangıcında bulunduğumuz 21.yüzyılda sanayinin ana amacının çeşitli bilim dallarının kombinasyonlarını kullanarak, nanoteknoloji sayesinde büyük bir katma değer yaratmak olduğunu söyleyebiliriz. Bu görüş çerçevesinde, uzun ve sürdürülebilir bir ekonomik devre beklentisi bulunmasının sonucu olarak dünyanın çeşitli hightech bölgelerinde bu görüşe uygun olarak, teşvik programları hazırlanarak devreye sokuluyor.
ABD, Japonya ve Avrupa’nın yanı sıra Çin, Kore, Tayvan ve Avustralya’da da geniş çerçeveli programlar devreye sokuluyor. Uzak Doğu ülkelerinden gelen istatistikî bilgilerin çok sağlıklı olmamasından kaynaklı burada Avrupa’dan bir kaç sayıyı vermekte yarar görüyorum. Almanya’da ilgili istatistiklere göre 2006 yılına kadar olan zaman içinde 450 firma (Avrupa’da ki firmaların toplamının yarısı kadar) nanoteknoloji ile doğrudan veya dolaylı iştigal ediyorlar. Bunların içinde büyük holdingler olduğu gibi oldukça büyük bir sayıda orta ve hatta küçük ölçekli şirketler bulunuyor. 2003 yılı itibari ile 100 bin kadar çalışanın bu alanda çalıştığı biliniyor. Yapılan araştırmalar 2003–2006 yılları arasında, bu alanda çalışanların artışını 10 binler ile ifade edildiğini ortaya koyuyor.
Avrupa, teşvik programları açısından bakıldığında ise ABD ve Japonya ile ayni seviyede bulunuyor. Almanya, kendi bütçesinden 2003 yılı itibari ile 250 milyon Euro’yu bu alana teşvik olarak aktardığı görülüyor. Aynı yıl içinde Avrupa Birliği teşvik programları çerçevesinde geliştirilen projeler için Almanya’ya 87 milyon Euro aktarılmış. Nüfus oranı dikkate alındığında finansal teşviklerin Almanya’da, Fransa ve ABD’nin biraz önünde ancak Japonya’dan geride olduğu görülüyor. Almanya, araştırma geliştirme kapasitesi değerlendirmesinde ABD’nin ardından ikinci durumda olmasına rağmen uygulama alanında yani pazara girebilecek ürün kapasitesi açısından ABD ve Japonya’nın arkasında kalıyor.
İNSAN SAĞLIĞI AÇISINDAN RİZİKO ANALİZİ
Nanoteknolojinin gelişim prensibi olarak doğayı taklit ettiğini söyleyebiliriz. Lotus çiçeğinin yaprakları, lahana ve muz yaprakları gibi doğada kendiliğinden oluşan nano partiküller insan eli ile oluşturulduğunda, tehlikelerin olup olmadığının başlangıçtan itibaren sağlıklı bir şekilde tespit edilip, insan sağlığı ve cevre koruma açısından oluşabilecek rizikonun minimize edilmesi gerekiyor. Araştırma geliştirme sonrası uygulama alanlarında (ürünün pazara girişi) bazı ürünler insanları hep korkutmuştur ve bazen pazar girişi oluşmadığından teknoloji, ekonomik katma değer yaratamamış durumda. Yanan bir mumun oluşturduğu nano partiküller ile otomobilin frenlerinin oluşturduğu nano partiküller insan sağlığı açısından farklı etkilerde bulunurlar. Bilinen filtreler nano partiküllere karşı ya etkili olamıyorlar ya da minimal bir etkiye sahip özellik barındırıyorlar. Diğer yandan atık sular da ki nano partiküller de özel bir uzmanlık alanını oluşturuyor. Aktüel olarak sürdürülen pek çok proje çerçevesinde nano partiküller bu özellikleri ile ilgili olarak inceleniyorlar. Bu kapsamda mesela Almanya, 2009 yılına kadar sürecek bir projeyi 5 milyon Eoru ile destekliyor. Ayrıca endüstri 2,6 milyon Euro’yu kendi katılım payı olarak aktarıyor. Bu çeşit incelemelerin çoğu zaman riziko tarifi yanı sıra alternatif uygulama alanlarını da ortaya çıkardığı da biliniyor.
UYGULAMA ALANLARI
Nanometrik ölçülerde ki malzeme ve madde, makroskopik parçalarından farklı özellikler gösteriyor ve nano parçacıklarının yüzeyi kütlesine oranla çok daha büyük durumda bulunuyor. Bu özellikler sayesinde nanoteknolojinin uygulama alanlarının da oldukça geniş bir yelpazede ele alınmasını gerekiyor. Nanoteknoloji, gelecekte insan sağlığı ve beslenmesinden, makine, elektronik, kimya, biyoloji, enerji gibi pek çok alanda kullanılabilir prosesler veya satılabilir ürünlere kadar uzanan bir ekonomik etkinlik alanı yaratacak. Henüz çok sayıda nanoteknolojik ürün piyasalara ulaşmasa da hayatın içinde kullanımına başlanan ürünler olduğunu da görüyoruz.
Yüzey teknikleri: Bir ürünün pazara ulaşım bilgileri kapsamında değerlendirme yapmak gerekir ise nanoteknoloji, yüzey teknikleri tatbikatı alanında oldukça ileri bir seviyede bulunuyor. Kısmen de olsa, endüstriyel tatbikatta uygulanan yüzey ıslah işlemleri sayesinde malzemelere, mekanik aşınmalara karşı daha dirençli bir özellik kazandırılıyor. Diğer önemli tatbikat ise yüzeylere kendisini temizleme özelliği kazandırmasını sağlıyor. Yakın zamanda işlevselleştirilmiş optik yüzeyler, giydirilmiş bina cephelerinde, otomotiv sanayinde, güneş hücrelerinde, anti refleks ve güneşten koruma işlevlerini yerine getirebilecekler. Nano partiküllerin konvansiyonel boyalara katılması ile daha dirençli, tesirli renk etkilerine ulaşılmış. Bugün kendini yenileyebilen ve renk değiştirme kabiliyetine sahip boyalar üzerinde araştırmalar da sürdürülüyor.
Katalitik Kimya: Kimya sanayinde katalitik nano partiküller kullanımı gittikçe geniş alanlara yayılıyor. Nano reaktörler (Dendrimere) kullanımı ile yepyeni çok boyutlu proses kontrol imkanları yaratılmış durumda. Yüzeyleri aktişeştirilmiş memranlar, nano geçirgen Şltreler sayesinde atık su işleme, zehirli maddeleri ve üretim yan artıklarının ayrıştırma işlemlerinde yepyeni ufuklar açıyorlar. Çok yakın gelecekte arzu edilen reaksiyonlar için heterojen katalisatörleri imal etmek mümkün olacak. Enerji çevrimi ve kullanımı: Bu alanda nanoteknoloji yardımı ile iyileştirilmiş malzemeler kullanılarak güneş pilleri ve yakıt hücrelerinin faydalılığını arttırmak ön planda yer alıyor. Diğer bir ağırlık noktası ise kayıpları minimize ederek enerji depolama imkânlarını artırmak olduğunu söyleyebiliriz. Burada hidrojen gazini ekonomik ölçeklerde, efektif olarak depolayabilmek amaç olarak ele alınıyor. Yeni nano malzemeler (nano tüpler) pil, akü ve elektrokimyasal kondesatörlerin güç artırımında önemli gelişmelere yol açmakta. Bu tekniklerin kombinasyonu yolu ile örnek olarak elektrikli otomobillerin fren enerjisi daha uygun depolanabilir hale geliyor. Elektrik akiminin uzak mesafelere götürülmesi, supra iletkenler sayesinde çok efektif olabilirler ve bu konu da yine nano tüpler normal şartlarda supra iletken olabilme özellikleri ile ön plana çıkıyorlar.
Konstrüksiyon + İnşaat: Bu alanda kullanılan malzemelerin, sertlik, yüzey aşınmasına karşı direnç gibi fiziksel özellikleri nanoteknoloji ile daha iyi bir duruma getirilebilinir. Genel olarak nano partiküllerin seramik, metal veya polimer matriks içinde dağılımı ile dirençli, yüksek ısıya dayanıklı, hafif konstrüksiyon malzemelerine ulaşılabilir. İnşaat malzemelerinde nano katkı maddeleri ile yüksek basınca dayanıklı, daha az yıpranma özelliklerine sahip beton önemli bir gelişme sayılabilir. Binaların cam alanlarında saydam bir nano izolasyon tabakası enerji kaybını azaltacaktır. Cephe yüzeyini dış etkenlerden koruyacak nano teknoloji ile iyileştirilmiş boya ve diğer malzemeler bina ömrünü uzatacaktır.
Otomotiv: Bu sanayi dalında pek çok nano teknoloji uygulamaları imalat safhasına girmiş durumda bulunuyor ve gelecek için bu trend artarak devam edecek. Kullanımda olan ve gelecek için planlanan nanoteknoloji uygulamaları ise aşağıda bulunuyor:
>> Oto lastiklerinde nano partikül katkı maddesi (uygulanıyor)
>> Işık yansımasını önleyen nano tabakalar (uygulanıyor)
>> Nano partiküller ile güçlendirilmiş metal ve polimerler (Kısmen uygulanıyor, gelistirme devam ediyor.)
>> Nanoteknoloji ile modife edilmiş yapıştırıcılar (geliştiriliyor)
>> Yakıt için nano katalitik katkı maddesi (araştırma safhasında)
>> Nanometrik parçacıkların emisyonuna karşı nano geçirgen Şltre.(Yakin gelecek)
>> Kendini yenileyen ve renk değiştiren boyalar.(Uzun dönem) Uçak ve Uzay Sanayileri: Orta ve uzak dönemde büyük uygulama potansiyeli bulunuyor. Bilhassa uzay sanayinde önemli bir potansiyel olmasına karşılık imalattaki az sayılar nedeni ile ekonomik, Şnansal zorluklar gelişimi frenliyor.
Uçak sanayi nanoteknoloji yardımı ile üretilebilecek dirençli, hafif konstrüksiyon malzemelerini ve bilişim teknolojilerinde ki gelişmeleri kullanma imkanına sahip bulunuyor. Tekstil Sanayii: Bu alanda nanoteknoloji yeniliklerini kullanabilmek, piyasada ki payın elde tutulması ile orantılı bir durum izliyor ve maalesef bazı hedefler ulaşılamaz bir abartı içinde ele alınıyor. Başarı beklenen konular kullanımda rahatlık, az kırışan, az aşınan, leke ve su tutmayan, anti statik yüksek ısıya dayanıklı gibi kriterlerden oluşuyor. Kimya, Biyogenetik, Bilişim Teknolojileri ve Sağlık (Life Sciences) sektörlerinde ki gelişmeler kendi dinamikleri içinde çok kapsamlı oldukları için bu alanlara bilinçli olarak girmiyoruz.
NANOTEKNOLOJİNİN, HEYECANLI GELİŞİMİ 90’LI YILLARDA BAŞLADI VE HALEN HIZLA DEVAM EDİYOR. NANOTEKNOLOJİ BİLİŞİM TEKNOLOJİLERİNDE KULLANIMININ YANI SIRA GÜNÜMÜZDE EN ÇOK DİKKATİ ÇEKEN TEKNOLOJİK GELİŞMELERİN GENEL KAVRAMI OLARAK KARŞIMIZA ÇIKIYOR.
BİR ÜRÜNÜN PAZARA ULAŞIM BİLGİLERİ KAPSAMINDA DEĞERLENDİRME YAPILIRSA NANOTEKNOLOJİ YÜZEY TEKNİKLERİ AÇISINDAN OLDUKÇA İLERİ BİR SEVİYEDE.
Özgür Kıratlı kimdir?
1958 yılında Ziştovi (Bulgaristan) doğdu. Ankara, Bahçelievler Deneme Lisesi mezun olduktan sonra Aachen Teknik Üniversitesi Metalurji Bölümü ve Makine Yüksek Mühendisliği Bölümlerini bitirdi. Evli ve iki çocuk babası olan Kıratlı 38 seneden beri Almanya`da ikamet ediyor. AGIT (Bölgesel Ekonomi Geliştirme Ajansı ve Yüksek Teknoloji Merkezi) Projeckt Manager olarak, Eyalet (Kuzey Ren Vestfalya) Ekonomi, Kücük ve Orta Ölçekli Sanayi, Teknoloji Bakanlığı`nın AGIT`e verdiği görevler çerçevesinde Enerji, Çevre Koruma, Gıda Sanayii konularında milletlerarası işbirliği platformlarını oluşturmak, bu konu ile ilgili olarak sempozyumlar ve iş birliği toplantıları organize etmek, yabancı şirket yatırımlarını Aachen Bölgesine yönlendirecek milletlerarası tanıtımları planlamak ve tatbikini yapmak görevlerini üstelendi. Traix-Consult Danışmanlık Hizmetleri kapsamında, milletlerarası teknoloji, knowhow transferleri, şirket işbirlikleri, ürün pazarlama stratejileri, yatırımların yönlendirilmesi ile yeni teknolojiler bazında üretim kapasite artırımı, kalite, standart ve sertifikalandırma çalışmaları yürüttü. 2002 yılında KaleAltınay A.Ş.’de Esnek Otomasyon ve Üretim Sistemleri ve Robotik Almanya ayağını organize ederek, Genel Müdürlük görevi yaptı. Cevre Koruma Programları kapsamında, atık sular, geri kazanım ve yenilenebilir enerjiler konusunda çalıştı.
