30 Bin Üyemize Katılın
E-Bülten yayınlarımız için abone olun.


Nanoteknoloji Nedir?

Nanoteknoloji Nedir?

Nanoteknoloji, maddelerin yapılarına atomik düzeyde müdahale edilerek maddenin molekül yapısındaki değişikliklerle bambaşka maddeler ve ürünler geliştirmeyi amaçlayan, mühendislik ve kimyanın oluşturduğu hibrit bir bilim dalıdır.

Midget-çok küçük” anlamına gelen Yunanca bir kelimeden türeyen nano bir ölçü birimi ön ekidir ve milyarıncı (10-9) parçayı gösterir. Ancak genel olarak söylenecek olursa, nanoteknoloji maddeyi dolaylı olarak atom boyutuna yani “nano yani 10-9  boyutuna” indirgeme işidir. Nano ölçek seviyesinde malzemelerin özellikleri makroskobik ölçekten farklı olup nano ölçeğe yaklaştıkça birçok özel ve yararlı yeni özellikler ortaya çıkmaktadır. Örneğin, nano ölçekteki altın parçaları, parça boyutuna göre kırmızı ve mavi renk olabilmektedir.

Amerika Ulusal Nanoteknoloji Girişimi’nin kurucusu Mihail C. Roco nanoteknolojinin gelişimini dört nesilde sınıflandırıyor:

  • Birinci Nesil: Pasif Nanoyapılar, sadece tek bir görevi yerine getirmek için dizayn edilmiş maddeler.
  • İkinci Nesil: Aktif Nanoyapılar, birden fazla görevi yerine getirebilen “Çok-görevli” maddeler.
  • Üçüncü Nesil: Nanosistemler, birbirleri ile iletişim halinde çalışan binlerce farklı maddeden oluşan sistemler.
  • Dördüncü Nesil: Birleşmiş nanosistemler, çok karmaşık görevleri yerine getirebilen iç içe geçmiş nanosistemler.

Nanoteknojide Kullanılan Boyut Tam Olarak Ne Kadardır?

Nanoteknoloji ölçü olarak “nanometre” adı verilen (kısa şekli nm) bir ölçme birimini kullanılır. Her bir nm sadece üç ile 5 atom genişliğindedir. Örneğin, 1 nm ortalama insan saç kalınlığının 1/40.000’i kadardır, bir kağıdın kalınlığı ise 100.000 nm’dir.

Nanoteknoloji Çalışmaları İlk Ne Zaman Başlamıştır?

Nanoteknoloji çalışmaları ilk kez 1974 yılında Tokyo Üniversitesinde Norio Taniguchi tarafından yapılmaya başlanmıştır. Gerçek anlamda modern nanoteknolojinin başlaması ise, 1981 yılında atomları görmemizi sağlayan tarama tünelleme mikroskobunun icadı ile gerçekleşmiştir.

Günümüzde nanoteknoloji, mevcut teknolojilerin daha ileri düzeyde duyarlılık ve küçültülmesine dayalı olarak ortaya çıkan uygulamalarda kendini göstermektedir. Nanoteknoloji uygulamaları ile mühendislik, elektronik, endüstri, mekanik, uzay, bilgisayar, teknoloji, çevre, ilaç, biyoloji, kimya, fizik gibi pek çok bilim alanı ilgilenmektedir. Bu kadar çok bilim alanının ilgilendiği nanoteknoloji uygulamaları ise, ulaşımdan enerji sektörüne, iletişimden sağlık sektörüne, kimyasallardan savunma/güvenlik sektörüne vb. pek çok sektörü etkilemektedir.

Nanoteknoloji Enerji Alanında Nasıl Kullanılıyor?

Nanoteknoloji, geleneksel enerji kaynaklarının kullanımında uygulama alanı bulduğu gibi Dünya’nın artan enerji ihtiyacını karşılamak için alternatif enerji kaynaklarının geliştirilmesinde de kullanılmaktadır. Birçok bilim insanı temiz, ucuz ve yenilenebilir enerji kaynaklarının geliştirilmesi, enerji tüketiminin azaltılması ve enerji üretiminin doğal çevre üzerindeki zararlarının azaltılması için çalışmaktadır. Bu çalışmaların bazıları şöyle:

  • Nanoteknoloji ham petrolden benzin üretilmesinde verimi arttırmaktadır. Ayrıca daha verimli yanma ve daha düşük sürtünme ile otomobillerde ve elektrik santrallerinde benzin tüketiminin azalmasını sağlamıştır.
  • Karbon nanotüpler sayesinde çok daha düşük dirence sahip elektrik tellerinin üretilmesi için araştırmalar yapılmaktadır. Bu sayede elektrik hatları üzerinde transfer sırasında kaybedilen güç azaltılacaktır.
  • Nanoteknoloji sayesinde güneş panellerinin verimi arttırılacak ve fiyatları düşürülecektir. Yeni paneller kâğıt inceliğinde yapılabilecektir. Hatta son çalışmalar güneş panellerinin “boya” olarak kullanılabileceğini göstermektedir.
  • Nanoteknoloji daha fazla enerji tutan, daha hafif, daha hızlı şarj olan ve daha uzun süre şarjlı kalan bataryaların üretilmesinde kullanılmaktadır.
  • Nanoteknoloji ile üretilen materyaller kullanılarak rüzgar değirmenlerinin kolları daha uzun, daha güçlü ve daha hafif yapılmakta, böylece üretilen elektrik artmaktadır.
  • Üretilen verimli aydınlatma sistemleri enerji tüketimini Dünya genelinde azaltmayı amaçlamaktadır.

İlgili Konular: Yeni Tip Jeneratör: “Nanojeneratör”

Kaynaklar:

  • Demirkırdı, M., Kacar, İ. ve Öztürk, F. (2015): Nanoteknoloji Nedir?,
    Url: https://www.researchgate.net/publication/282363172_Nanoteknoloji_Nedir
  • Dr. Ayşegül Akdoğan, Yıldız Teknik Üniversitesi Nano Malzemeler Ders Notları
  • Kutluay, H. (2017): Nanoteknoloji Nedir? (Kullanıldığı Alanlar ve Faydaları)
    Url: https://www.makaleler.com/nanoteknoloji-nedir-kullanildigi-alanlar-ve-faydalari

 

Bir cevap yazın

E-posta hesabınız yayımlanmayacak.