Yaşamımızın neredeyse her alanında bitmeyen verimli uygulamalarıyla, bugünün ve geleceğin teknolojisi olduğunu söylemek mümkün.
Dünya algımız hızla gelişiyor. Teknolojik olarak sürekli ilerleme kaydetmekteyiz.
Sadece çevre dostu ve ekonomik olarak verimli olmakla kalmayıp aynı zamanda maddelerin moleküler doğasına dair çok daha fazla içgörü sağlayan yeni teknolojilerin ortaya çıkmasıyla, inanılmaz bir hızla çalışan ve insanlığın ilerlemesine görülmemiş kapılar açacak çığır açıcı yeni sistemler hazırlama yolunda epey istikrarla ilerliyoruz.
İşte Nano teknoloji veya kısaca ‘nanotek‘, doğrudan bu kategoriye giriyor.
Yaşamda birçok kullanım alanıyla birlikte, potansiyelinin fazla oluşuyla hem bugünün hem de geleceğin teknolojisi.
Nano Teknoloji Nedir?
Basit bir dille, Nano teknolojinin amacı boyut aralığı nanometre olan nesneler üreten bir alandır. Bu maddeler birkaç nanometreye kadar çıkabilirler.
Bir nanometre 9-10 metredir, bu da bir metrenin milyonda biridir. Nano yapılar son derece karmaşıktır ve çeşitli alanlarda büyük kullanım imkanı sağlamaya yararlar.
Şundan da bahsedeyim; taramalı tünelleme mikroskobunun icadı, nanoskaladaki yapıların tam kapsamlı çalışmasını başlatmıştı. Birçok belirsiz büyük ölçekli olgu, sistemin boyutu üstel olarak azaltıldığı zaman, işleyişleri ve kökenleri hakkında daha fazla içgörü sağlamaya başlar. Denildiği gibi, makrokozmos mikrokozmosu yansıtır..
Bu nedenle nanoteknoloji, küçük ve büyük sistemler arasında doğruluk ve hassasiyet farkını ortadan kaldırmaya büyük oranda yardımcı olur. Sistemin boyutunu küçültürken gözlemlenen özelliklerin 180 derecelik dönüşü, daha fazla yeni ve henüz bilinmeyen uygulamalar için farklı yollar açar.
Nano Teknoloji Teknikleri Nelerdir?
Nano üretimin farklı yöntemleri arasında birincil ve önemsiz ayrım, Yukarıdan aşağıya ve Aşağıdan yukarıya olan yöntemlerdir.
- Yukarıdan aşağıya nanoüretim, istenen boyut ve özellikler elde edilene kadar daha büyük bir malzemeden kalıntıları çıkararak küçük nano ölçekli malzemeler oluşturmayı içerir. Bu kategori, nanoteknoloji üretiminin baskı yöntemlerine izin verir.
- Aşağıdan yukarıya yöntem, yukarıdan aşağıya üretimin tam tersidir. Bu yöntemde, nesneler atomik veya nükleer seviyeden inşa edilir ve uygun bir ürün çıkarılana kadar ölçek yukarıya taşınır.
Yukarıdan Aşağıya Yöntemler
Geleneksel Litografi
Bu yöntem üç adımdan oluşur. Kaplama, pozlama ve geliştirme adımı. Kaplama, substrat adı verilen bir madde ile birlikte direnç adı verilen bir polimer tabakasından ibarettir.
Pozlama, direnci elektron ışınlarına maruz bırakır. Geliştirme, bir kimyasal maddenin yardımıyla dirençten pozitif veya negatif bir görüntü çıkarır.
Fotolitografi
Fotolitografi bir maske aracılığıyla radyasyon polimerini açığa çıkarmak için UV ışınları veya X-ışınları kullanır.
Maskede gösterilen görüntü, maskeyi rezistle yerleştirerek çoğaltılır.
Taramalı Litografi
Maske aracılığıyla direnç üzerinde istenen desenleri üretmek için yüksek hızlı elektronlar ve iyonlar kullanır. Burada elde edilen çözünürlük, fotolitografiden daha büyük bir çözünürlüktür.
Yumuşak Litografi
Bu yöntem, öncelikle nano maddelerden büyük ekipmanların kurulmasına yardımcı olur. İstenen sıvı polimer öncüsünden yapılmış bir kalıp kullanılır. Bu yöntemin en büyük avantajı, kalıbın genellikle toksik olmayan maddelerden yapılmış olması ve bu sebeple biyolojik nano malzemelerden kullanılabilmesidir.
Nano-Imprint Litografi
Nano-Imprint Litografi, önceden var olan bir nano malzemenin ters 3B yapısını oluşturur. Alınan nesneye master ismi verilir ve çoğaltma işleminin hassas olması için işlem çok yüksek basınç altında gerçekleştirilir.
Bu yöntemi nano ölçekli kabartma olarak düşünebilirsiniz. Nano ölçekli, bu sebeplerden dolayı çok karmaşık ekipman gerektirir.
Nano-Küre Litografisi
Nano-Küre Litografisinde, birden fazla nanoküre bir araya toplanır ve bunlar maskenin üzerinde düzenli bir desen oluşturur.
Maske, yüzey nesnesinin her bir malzemesi için farklı olan bir koloide yerleştirilir. Sıralanmış nanoküreler arasındaki boş alan, maskenin yüzeyinde nispeten düz desenler oluşturma fırsatı sağlar.
İşlemden sonra maskede kalan delikler, son derece karmaşık 3B nano yapılar ve tasarımlar üretmek için kullanılabilir haldedir.
Kolloidal Litografi
Kolloidal Litografi kısa el dizileri biçiminde çok karmaşık nanoyapılar ve tasarımlar üretmek için maskeye elektrostatik kuvvetler uygular. Kolloidal ve nanoküre litografi arasındaki tek fark aslında budur. Bu yöntem yardımıyla delikler, koniler ve hatta sandviçler gibi farklı tipte nanoyapılar oluşturabilmek mümkündür.
Taramalı Prob Litografisi
Atom ölçeğinde hayal edilebilecek en küçük uç benzeri yapılar görüntü üretmek için kullanılır. Bu yöntem, çok karmaşık geometrik desenlere sahip yüksek çözünürlüklü nanoyapıların üretimi için uygundur.
Aşağıdan Yukarı Yöntemler
Plazma Arklanması
Hesaplanmış bir potansiyel, plazmanın alındığı elektrotlara uygulanır. Gaz iyonlaşır ve iki elektrottan buhar üretilir. Bu yöntem ile öncelikle yüzeylerdeki katmanları toplayabiliriz.
Kimyasal Buhar Biriktirme
Biriktirmek istediğiniz madde öncelikle gaz haline getirilir ve daha sonra başka bir nesnenin yüzeyinde katı olarak birikmeye bırakılır.
Bu işlem için genellikle düz bir yüzey tercih edilir.
Sol-Jel Sentezi
Bu işlem sıvı fazda gerçekleşen bir işlemdir. Sıvının daha sonra yüzeyin üstünde kalmasına izin verilir ve en sonunda daha çok jel benzeri bir madde haline gelir.
Nano Teknoloji Ürünlerinin Faydaları Nelerdir?
Moleküler düzeyde gerçekleşen çalışmaların insanlığa katkısı oldukça büyük boyutlarda.
Günden güne hayatımıza daha fazla sayıda giren nano teknoloji ürünleri, yaşam kalitemizi yükseltmeye sebep olur. Mesela hastalıklara yol açan bakteri ve virüsleri neredeyse tamamen filtreleyen nano maskeler, bunun güzel bir örneğidir.
Kişisel bilgisayar ve cep telefonlarının ulaşılabilir hâle gelmesindeki en büyük etken aslında bu teknolojidir. Nano kumaş ise su ve ateşe dayanıklı giysilerin üretilmesini sağlar.
Araçlarda yoğun olarak kullanılan sensörler de, nano teknolojinin ürünüdür. Bu sayede insansız araçların kullanımı yaygınlaşabilmektedir.
Otomotiv alanındaki nano teknoloji uygulamaları, daha az yakıtla daha verimli çalışan motorların üretilmesine katkı sağlar.
Gelecekte insanlığı bekleyen su kaynaklarının azalması meselesinde bile bu teknolojiden faydalanılarak çözüm üretilebilir.
Nano Teknolojinin Önemi Nedir?
Teknolojik Kullanımları
- MRAM bilgisayarların anında başlatılması sağlayabilir.
- Nano teknoloji yardımıyla yüksek hızlı ve kompakt transistörler üretilebilir.
- Bilgisayarlar, dizüstü bilgisayarlar, gözlükler ve kameralar için su ve kalıntı içermeyen ince filmler yapmak için kullanılır.
- Oldukça yüksek çözünürlüklü televizyonlar ve bilgisayarlar üretilebilir.
- Oyunu değiştiren ultra esnek ve katlanabilir ekranlar üretilmesini sağlar.
- Ucuz ve daha etkili moleküler yeni gen dizileme tekniklerinin oluşturulmasına yardımcı olur.
Günlük ve Tıbbi Kullanım
- Bakteri içermeyen, paslanmaz ve kırışmayan kişisel vücut zırhı için kullanılması mümkündür.
- Akıllı kumaşların üretiminde kullanılır.
- Nano Biyomühendislikte maddelerin karmaşık eşdeğerlerine dönüştürülmesinde büyük bir rol oynamaktadır.
- Otomobil endüstrisi için sıcaklık kontrolüne sahip güçlü piller ve motorlar üretmeye yardımcıdır.
- Nanopartiküller, kimyasal reaksiyonların hızını ve üretkenliğini artırmak için özel katalizörler oluşturmak için kullanılır.
- Hem tespit hem de tedavi şeklinde potansiyel kanser tedavilerinde yardımcıdır.
- Nanopartiküllerin yüksek safsızlık tespit özelliği sayesinde, neredeyse hiç ek maliyet olmadan daha temiz su kolayca elde edilebilmekte.
Nano teknoloji alanları elbette bunlarla sınırlı değil oldukça geniş yelpazeye sahip.
Nano Teknoloji modern yaşamın oldukça yeni bir alanı olmakla beraber kapsamı alanı şuan sonsuz gözüküyor. Bu teknoloji yardımıyla yapılabilen veya daha da iyileştirilebilen ürünlerin geniş yelpazesi gerçekten akıl almaz boyutlarda.
Bu teknolojinin kısıtlı kalmayıp daha geniş alanlara yayılmasını önümüzdeki zamanlarda görebileceğimizi söyleyebilirim.
