NANOTEKNOLOJİ NEDİR?

NANOTEKNOLOJİNİN TARİHÇESİ 29 Aralık 1959'da Amerikan Fizik Cemiyetinde Richard Feynman'ın "Aşağıda Daha Çok Yer Var" adlı konuşmasında nanoteknolojide yapılabilen olaylara değinmesi, nanoteknolojinin başlangıcı kabul ediliyor. Feynman atomları ve molekülleri çok hassas aletlerle manipüle ederek, çok küçük boyutlarda operasyon yapılabilabileceğini anlatıyordu. Tabi o zamanlar tarif edilen bu sürecin ismi henüz nanoteknoloji değildi. Feynman küçük boyutlarda yerçekimi gibi kanunlarının öneminin azalacağına, Van der Waals gibi mikro düzeydeki zayıf kuvvetlerin daha önemli hale geleceğini söylüyordu.

Ünlü fizikçi, tıpkı bu toplantıda olduğu gibi diğer toplantı ve seminerlerinde öngörüleri ve bilimi sevdirme çabalarıyla diğer bilim insanları tarafından tanınmıştır. 1959 yılında yaptığı bu konuşması nanobilim ve nanoteknolojinin başlangıcı kabul edilmektedir. 1965 yılında Richard Feynman Kuantum elektrodinamiği alanında yaptığı çalışmalarla Nobel Fizik Ödülü almıştır. Richard Feynman konuşmasındaki öngördükleri;

24 ciltlik Britannica ansiklopedisini bir toplu iğne başına neden yazmayalım? - Küçük ölçekte bilgi - Daha iyi elektron mikroskobu - Fevkalade biyolojik yapılar - Bilgisayarları minyatürleşme - Buharlaştırma yolu ile minyatürleşme - Sürtünme sorunları - Yüzlerce minik el - Atomları yeniden organize etme - Küçük bir dünyada atomlar

Richard Feyman konuşmasının sonunda dinleyicilere iki soru sormuştur bunları bulana 1000$ ödül vereceğini söyler. Bunlardan ilki nanomotor yapılabilir mi? İkinci ise 24 ciltlik Britannica ansiklopedisi bir çivinin üstüne yazılabilir mi?

İlk soru nanomotor yapımı 1960 çözüldü ve Feyman buna şaşırmış. İngiliz elektrik mühendisi olan William 13 parçadan oluşan kenar uzunluğu 1/64 inch (0.3 mm) olan küp şeklindeki bir motor yaparak ilk ödülü aldı. İkinci soru ise 1985 yılında Standford Üniversitesi mezunu Tom Newman tarafından çözüldü. Çivinin tepesine elektron demeti ile Charles Dickens'in İki Şehrin Hikayesi adlı eserini yazdı ve ikinci 1000$ lık ödülü aldı.

1974 YILINda NANOTEKNOLOJİ Nanoteknoloji terimi ilk kez 1974 Norio Taniguchi tarafından "Temel Nano-Teknoloji Konseptleri" adlı makalede dile getirildi. Nanoteknolojiyi şöyle tanımlıyordu Norio Taniguchi: "Atom ya da molekül ayırma, birleştirme, bozma sürecine nanoteknoloji denir". Aviram ve Seiden ilk moleküler elektronik aygıt için patent aldı.

1980’ lerde nanoteknoloji K. Eric Drexler 1980'lerde molekülleri detaylı bir şekilde inceledi. "Yaratma fabrikaları: Nanoteknoloji devri" (1986) (aynı zamanda ilk nanoteknoloji kitabıdır) , "Nanosistemler: Moleküler Makinalar, İmalat ve Hesaplama" (ilk nanoteknoloji okul kitabı) adlı kitapları ile ortaya attığı düşünceler "moleküler üretim" olarak biliniyor.1981'de Drexler ilk nanoteknoloji makalesini yayınladı.

Gene 1981'de STM (Taramalı Tünelleme Mikroskobu) Gerd Binnig ve Gerhard Rohrer tarafından üretildi. Bu mikroskop atomların yerlerini değiştirebiliyor. Buluşlarından dolayı 4 yıl sonra Nobel ödülü aldılar. 1985'de Robert Curl, Harold Kroto ve Richard Smalley fulleren sınıfından olan buckyball'u buldu. (Bu molekül bir futbol topunu andırdığı için böyle isimlendirilmiştir.) Bu 3 bilim adamı da 1996 yılında Kimya Dalında Nobel ödülünü aldı. 1986'da Binnig, Quate ve Gerber atomik kuvvet mikroskobunu(AFM) buldular. K.E. Drexler “Engines of Creation” kitabını yayınladı.

TARAMALI TÜNELLEME MİKROSKOPU (Scanning Tunneling Microscope) Bu mikroskop genellikle bir yüzeyin karakteristiği öğrenmek istenildiğinde kullanılır Yüzeydeki atomların yerlerini değiştirmede kullanılır. Bir bölgenin elektronik durumu hakkında bilgi toplanır. Metal yüzeylerin 2 boyutlu görüntülerini oluşturmakta kullanılır. Yüzey pürüzsüzlüğünü ölçmede kullanılır. Yüzeydeki bozuklukları bulmada kullanılır

ATOMİK KUVVET MİKROSKOPU (Atomic Force Microscope) Çalışma Prensibi Sivri uç (manivela) yüzeyi tarar ve yüzey ile arasındaki kuvvet ölçülür. Taramalı Tünelleme Mikroskopları'nda (TTM) tünelleme akımı sayesinde görüntüler oluşturuluyordu. Atomik Kuvvet Mikroskobu'nda ise tünelleme akımının yerini atomik kuvvet alıyor. Atomik kuvveti ise manivelanın ucundaki atom ile yüzeydeki atom arasındaki kuvvet şeklinde tanımlayabiliriz. Mikroskobun iki modu var: itici, çekici.

1987’lerde iletkenliğin kuantum özelliği ilk defa gözlendi. T. A 1987’lerde iletkenliğin kuantum özelliği ilk defa gözlendi. T.A. Fulton ve G.J. Dolan ilk defa tek elektron transistörü yaptı. 1988’de W. De Grado ve ekibi ilk defa suni protein yaptılar. 1989'da IBM bilim adamı Don Eigler nikel yüzeye ksenon atomları ile IBM yazısını yazdı.

1990’larda nanoteknoloji 1991’de Iijima çok duvarlı karbon nanotüpleri keşfetti. 1993’de Iijima ve Bethune tek duvarlı karbon nanotüpleri keşfetti.ABD Rice Üniversitesi’nde ilk “nanoteknoloji” laboratuvarı kuruldu. 1997’de N. Seeman ilk defa DNA molekülü kullanarak nanomekanik aygıt yaptı. İlk defa nanotüp kullanarak elektrik akımı ölçüldü. 1998’ de C. Dekker ve ekibi TUBEFET yaptı. 1999’da M. Reed ve J.M. Tour ilk defa tek organik molekül ile elektronik anahtar yaptı.

2000’lerde nanoteknoloji 2000’lerde ABD’de ilk defa nanoteknoloji araştırmaları için 422 Milyon $ kaynak ayrıldı. 2001’lerde ilk defa nanotüplerden transistör ve mantık devreleri yapıldı. ZnO nanotel laseri yapıldı. 2002’de süperörgü nanoteller yapıldı. 2005’de İlk dört tekerlekli nano araba modeli hareket ettirildi.

2000’lerde nanoteknoloji 2008 ve sonrası Tel-Aviv Üniversitesi’nde Teknoloji için Disiplinlerarası Analiz ve Tahmin Etme Merkezi (ICTAF) tarafından nanobiyoteknolojinin gelişmesi hakkında hazırlanan raporun sonuçları aşağıdaki gibidir. 2008’ de Hücre içi analizler için nanoajanlar yapılacak 2013’de Hücre içi manipülasyon için nanoaraçlar yapılacak

2000’lerde nanoteknoloji 2015: Yapay sistemlerin kendi kendini onarabilmesi 2018: İnsan organlarının iç yapılanmasının tanımlanması 2021: Vücudun içinde nanomakineler

NANOTEKNOLOJİDE TÜRKİYE’NİN MÜKEMMELLİYET MERKEZİ:UNAM İlerlemiş ülkelerde 1990’lı yıllarda başlayan nanoteknoloji akımına ülkemiz uzunca bir süre seyirci kalmıştır.Yıllar ilerleyip ileri teknoloji ülkelerinin konuya yaptıkları yatırımlar katlanıp,uzun dönem planları ortaya çıkınca nanoteknolojinin yaklaşmakta olan yeni bir teknoloji devrimi olduğu anlaşıldı.Son yıllarda nanoteknoloji konusunda hızlı gelişmeler karşısında T.C. Devlet Planlama Teşkilatı Müsteşarlığı Bilkent Üniversitesi’nden sunulan UNAM Ulusal Nanoteknoloji Araştırma Merkezi projesi aracılığıyla ulusal nitelikte bir nanoteknoloji merkezi kurulması için destek sağladı.UNAM sanayi ürünlerimizin katma değerini yükseltip dış pazarda rekabet gücü kazanması için kamu,özel sektör ve diğer üniversitelerle birlikte nanoteknoloji geliştirmeyi ve bu yeni teknolojileri uygulamayı hedeflemektedir.

MURAT ÖKSÜZ 232054 3/A (İ.Ö)