Varolan protein dizini üretme metodları proteinleri canlı hücrelerden alıp saflaştırma, stabilize etme ve işaretleme gibi işlemleri içerdiği için çok bezdirici ve uzundur. Bu işlemler protein dizini üretme sürecinin darboğazıdır. Bundan başka bir de, fonksiyonel proteinler çok dikkatli bir biçimde manipule edilmelidirler ve ne kadar az olursa o kadar iyidir. Programlanabilir Nükleik Asit Dizini (NAPPA) Harvard'lı bilim adamları tarfından geliştirilmiş bir yöntem. Bu uzun işlemi çok daha basitleştiren bu yöntem şöyle işliyor: Plazmit DNA'lar belirlendikten sonra, genler hücre dışına alınıyor ve oluşan proteinler yerlerinde hareketsizleştiriliyorlar. Bu da proteinlerin manipule edilmesini azaltmış oluyor ve daha gelişmiş uygulamalar için kapı açıyor.
Yandaki resimde hedef proteinler sabitlenmiş halde gözüküyor.






Bu da bu yöntemle yapılmış protein dizinleri.

Northrop Grumman Corporation ve Illinois Üniversitesi şimdi tranzistör teknolojisinin binde biri kadar enerji kullanan ilk tam fonksiyonlu, tamamen karbon nanotüpten yapılmış radyoyu ürettiler. Dr. John Przybysz, " Daha önceki araştırmalar karbon nanotüp tranzistörlerinin çok hızlı ama çok az enerji harcayan özelliklere sahip olduğunu teorileştirmişti" dedi.

"Karbon nanotüp teknolojisi askeri sensörlerin enerji tüketim konusuna da farklı bir yönden bakmamızı sağladı."

"Bir pili 2 gün yerine, artık 2 hafta kullanabileceğiz bu nanotüp tranzistörler sayesinde." Binlerce yanyana dizilmiş tek katmanlı nanotüpleri yarıiletken ince bir film gibi kullanan grubumuz gerçek radyo frekanslı analog elektroniğini inşa etmek için gerekli tüm malzemelerini; mikser, anten ve yükseltici dahil; birleştirerek bir ilke imza attı." diye konuştu Dr. Hong Zhang,

"Kullanıcı normal radyo yayınlarını, karbon nanotüp rezistörden geçtikten sonra hoparlör veya kulaklıkla dinleyebiliyor" Bir çok nanotüpün bir arada olması gerçekten yüksek bir enerji verimini doğuruyor."

Makaleye şuradan ulaşabilirsiniz.

Amerikan Deniz Kuvvetleri bir araştırmanın sonucunda reçineden çok katmanlı karbon nanotüp üretmeyi başardı. Çok katmanlı dediğimiz ise karbon nanotüpü bir rulo olarak düşünürsek, rulonun kaynağı olan kağıt (grafit), bir çok karbon nanotüp katmanın oluşuyorsa, sonuçta elde edilen rulo, yani karbon nanotüp, çok katmanlı olur. Uygulamanın enerji, sensörler, filtreleme, pil, elektronik ekranlar ve nanoelektronik aygıtlar gibi alanlarda etkisi olması bekleniyor.

Karbon nanotüpler, katı bir şekilde, organometallik bileşiklerin ya da metal tuzların seçilmiş yüksek aromalı bileşikler varlığında oluşmuş öncül bileşimlerin termal parçalanması sonucu oluşturulmuş. Bu patentlenmiş yöntemin en önemli yönü ise, karbon nanotüplerin üretiminde yaygın olarak kullanılan, kimyasal buhar depozisyonundaki (KBD) gibi, gaz bileşiklerini kullanmamsı; onun yerine de 500 °C 'de karbonlu katıdan karbonizasyon işlemi sırasında oluşmuş metal ve karbon nanoparçacıklar gibi katı maddelerin kullanılması. Çok az organometalik ya da metal bir maddeye ihtiyaç duyuluyor ve arzu edilirse de daha fazla metal kullanılabiliyor.

Katı olarak çok katmanlı karbon nanotüpler ise büyük miktarda birbirine kaynatılabilir film ve fiber üretiminin, çok daha ucuz öncül maddeler ve alet-edavatla yapılmasına izin veriyor, böylece şimdiki metodların (KBD) önündeki ekonomik problem aşılmış oluyor. Günümüzde karbon nanotüplerin yüksek miktarda üretilmesi günlük kullanım için pahalı sayılıyor.

Bu araştırma bir de ilk defa reçineleri karbon kaynağı olarak kullandı.

Arizona Üniversitesi optikçi bilim adamları bir kaç dakika içinde silinip tekrar yazılabilen 3 boyutlu holografik ekranlar üreterek büyük bir teknolojik problemi çözmüş oldular.
Şimdilik 10 cm'e 10 cm kırmızı renkte bir ekran da olsa da, ileride çok daha fazla renkte ve büyük ekranda da uygulanacak. Eğer yazıp silme hızlarını 5000 kez artırabilirlerse 3 boyutlu televizyonlar gerçek olacak. Resimde ise üst tarafta bir araba, altta ise insan beyninin holografik görüntüsü gösterilmektedir.


Bu yöntemlerde mağazalarda, otobüs duraklarında yapılacak reklamlar ise insanların dikkatini çekecek ve "Gelecek geldi mi yoksa?" sorusunu akıllara getirecek.


Ülkemizde 3 boyutlu televizyon çalışması ise 2004'den itibaren yapılıyor. Proje AB destekli ve 4 yıllık süreli. Projeyi Bilkent Üniversitesi yönetiyor.28-30 Mayıs 2008'de İstanbulda 2. 3 boyutlu televizyon konferansı yapılacak. 8 ay içinde projenin tamamlanması bekleniyor.


Haldun Özaktaş ve Levent Onural'ın 3 boyutlu televizyon ile ilgili kitabı da yayınlandı.

Gelişmeleri bekliyoruz.

FRAM (Ferroelektronik RAM), PCM (Faz değişkenli hafıza), MRAM (manyetik dirençli RAM) gibi yeni nesil hafıza çeşitleri günümüz hafıza teknolojilerinden olan flash hafıza ve DRAM (Dinamik RAM)'ın yerini alması bekleniyor. Floating- gate teknolojisinin fiziksel sınırlarına ulaşmasından sonra, günümüz hafıza tekniklerinin dibe vuracak.

Intel Corp. and STMicroelectronics Inc firmalarının önceden duyurdukları 90 nm'lik 128 megabitlik PCM prototiplerini (yandaki resim) satışa sunması, bu alandaki önemli bir kilometre taşı . Gerçi bu satış için biraz geç kalındı bile , çünkü firmalar bu ürünü geçen sene piyasaya süreceklerini söylemişlerdi.

Firmalar DRAM'ın bit değişkenliğini, flash'ın elektriği kesilse bile veriyi muhafaza etmesini , NOR'un hızlı okumasını ve NAND ve PCM'in hızlı yazmasını birleştirerek, tüm hafıza pazarına sahip olunabileceğini ve önümüzdeki on yıldaki gelişmelere de ışık tutacağını belirttiler.

Intel'in ürünü yaparken kullandığı kenar litografi teknolojisi ile ram'ın kapasitesini 1 gb'da kadar çıkarılabilir, bu ise flash teknolojisinin sınırı olan 16 gb'dan hayli küçük.

Intel teknik endüstri müdürü, Cliff Smith, ürettikleri parçaların normal flash teknolojisinden daha az enerji kullanarak, daha hızlı okuma ve yazma sağladığını ve normal RAM'larde görülen bit değişkenliğinin de olduğunu belirtti.

Intel'in hafıza teknolojisi geliştirme müdürü, AL Fazio, PCM'in 5 nm seviyesine inme kapasitesine sahip olduğu için gelecek nesil hafıza teknolojisi olmaya namzet FRAM ve MRAM'dan daha umut verici gibi olduğunu söyledi.

İlginçtir ki, flash teknolojisi ile ilk ürünü üreten de yine Intel idi. 1989'da 256 kb'lık hafızaya sahip flash bir ayakkabı kutusu büyüklüğünde idi.

PCM bazı teknolojilerde kullanıldı bile, mesela silinebilir CDlerde. Orada lazer ile foton durumunu amorftan kristale çeviriyor.

FEI şirketi yeni bir mikroskopu piyasaya sürdü. Phenom isimli bu aygıtla birçok alanda ve birçok pazarda aktif olmak hedefleniyor. Phenom yüksek çözünürlüklü, masaüstü bilgisayar destekli, 20.000 kere büyütme kapasiteli, optik kameralı ve yüksek kalitede bir elektron mikroskobu.ilecek. Aşağıdaki videodan çocukların mikroskobu nasıl kullanabildiklerini görebilirsiniz.
Phenom patentli vakuum teknolojisi ile numuneler çok hızlı bir şekilde hazırlanıp, incelemelere alınabiliyor. Verilerin resimleri istenirse daha sonra USB belleğe de atılabiliyor.
İlerleyen aylarda tüm dünya bu mikroskopa ulaşabilecek.

Ağaçlar ve algler bunu yapıyor. Hatta bazı bakteriler ve yosunlar bile bu işlemi yapabiliyor. Ama bilim adamları güneş ışığını kullanılabilir bir enerji kaynağına dönüştürmekte hep zorlandılar. Şimdi Penn State Üniversitesi araştırmacıları konsept ispatlayıcı bir aygıta sahip. Bu aygıt suyu ayrıştırıp hidrojen elde etmek için kullanılabiliyor.

Thomas E. Mallouk, Malzeme Kimyası ve Fiziği DuPont Profesörü, sistemin çok verimsiz olduğunu ama çalışmalar sonucunda %10-15 verimliliğe sahip aygıt yapılabileceğini söyledi.

Bu yapılabilirse su fotolizi insanlık için temiz enerji kaynağı haline gelebilir.

Her ne kadar %10 verimliliği geçebilen güneş pilleri üretilse de, hidrojen pillerinde bu yüzdeyi tutturmak kullanılan yarıiletkenin zayıf tayf (spektr) özelliklerinden dolayı mümkün olmuyor.

Bir başka engel ise ayrılan hidrojen ve oksijenin tekrar çok kolay bir şekilde birleşmesi. Ayırmak için kullanılan katalizörler, bu iki elementin birleşme reaksiyonu için de katalizör görevi görüyor.

Mallouk ve W. Justin Youngblood,Arizona State Üniversitesi, boyayla birleşien fotosentez sırasında oluşan elektron transferi ve suyun oksitlenmesini taklit edebilen bir katalizör sistemi yaptılar.

Çalışma prensibi şöyle: merkezde iridyum oksit molekülü var, onu ise portakal-kırmızı renkte boya molekülleri kaplıyor. Bu yapının çapı 2 nm. Araştırmacılar portakal rengi mavi ışığı emebildiği için seçmişler, biliyorsunuz en fazla enejiye sahip ışıklardan biri mavi. Bir de bundan önceki sanal fotosentez deneylerinde de bu boya kullanılmış. Katalizör merkezli olacak şekilde bu moleküller diziliyor. Görünen ışık boyaya çarpınca, boyadan enerji çıkıyor, bu enerji katalizör yardımıyla suyu bileşenlerine ayırıyor.

Araştırmacılar titanyum oksite katalizör emdirip anot için kullanmışlar, katot için ise platinyum kullanmışlar. Elektrotları tuzlu çözeltiye, hidrojen ve oksijen tekrar birleşmesin diye birbirinden ayırarak sokmuşlar.

Sistemin verimliliği %0.3.

Sistemin verimliliğini artırmak için araştırmacılar şunları denemeyi düşünüyorlar: boyanın verimliliğini artırma, katalizörü iyileştirme, küre yerine daha fazla alana sahip başka bir geometrik şekil bulma.

Güünümüzde yeni bir ilaç önce hayvanlarda deneniyor, daha sonra eğer bir yan etki görülmezse piyasaya sürülüyor. Bu süreçte binlerce hayvan telef oluyor, ayrıca bu yöntem çok yavaş bir yöntem. Hayvanların yerini robotlar alabilir. Bu robotlar bir günde binlerce kimyasal testden geçebileceği için ilaç denemeleri çok daha hızlı ve ucuz olabilir. Böylece yılda 10-100 olan deneme sayısı günde 10.000'e çıkabilir.

Endüstriyel alanlarda suyun daha optimize bir şekilde kullanılması için bu yöntem uygun olabilir.
Araştırmayı, su temizleme alanının önemli isimlerinden, Nidal Hilal yönetiyor.

Bakterilerin zarları zamanla pislikle dolunca, gene canlı arabuluculuk yöntemi ile kapalı bir sistemde zarlar temizlenebilir.

Su temizlendikten sonra ortaya çıkan,metal ve yağ gibi, yüksek kalorili malzemeler yakıt olarak da kullanılabilir.

Bu araştırma benzer bir araştırma ise Ortadoğu'da deniz suyundan içme suyu üretimi adında yapılıyor. Bu yöntemle şimdi kullandığımız su temizleme makinalarının bakım masrafından kurtulabiliriz.

Araştırmanın bir başka faydası ise sıvıların nano düzeyde nasıl hareket ettiklerini ve etkileştiklerini anlamada yardımcı olacak.

14 Şubat 2008 tarihli Nature dergisinde çıkan bir habere göre bilim adamları tekstil fiberlerinden elektrik enerjisi üretmeyi başardılar.

Yöntem şöyle işliyor: yukarıda altınla kaplı ZnO nanoteller, altlarında bulunan normal ZnO nanoteller var. Bu nanoteller fiber üzerine sarılmış durumda. Şimdi altınla kaplı nanoteller çekilince bunlar altlarındaki normal nanotelleri eğiyorlar. Nanotellerin piezoelektronik özelliğinden dolayı yamulan kısımlar, (yani normal nanotellerin üstü) artı, diğer kısımlar (alt taraf) eksi özellikte oluyor ve böylece akım üretilmiş oluyor.

Yani üzerimizdeki giysilerin fiberleri biz hareket ederken birbirine sürtünecek ve elektrik üretip elektrikli aletleri şarj edebilecek. Tabi ki bu yöntemle biraz zor, çünkü ZnO yıkanmaya dayanıklı değil, böyle bir T-shirt'ün hiç yıkanmaması lazım!

Resimdeki pembe tellerden biri normal ZnO nanotel, diğeri ise altınla kaplı. Birbirine sürtünce elektrik üretiliyor. Aşağıdaki resimde ise daha açık bir şekilde sistemi görebiliriz. Fırça şeklindeki çubuklar biribirine sürtüyor ve elektrik üretiliyor. (yeşil altın kaplı, diğerini kaplanmamış farz edin)

Grubun bir sonraki amacı üretilen voltaj seviyesini (800 nanovolt - 20 milivolt) yükseltmek.

Değişik kimyasal sinyaller gönderildiğinde şekil değiştiren nano DNA piramitleri İngiliz ve Alman bilim adamlarınca tanıtıldı. Onlar bu yapıların nano robotların motoru olabileceğini savunuyorlar.
Bu yöntem nano seviyede madde kontrolüne yeni bir bakış akışı kazandırmış oldu.

Başka bilim adamları proteinler üzerinde yürüyebilen yapılar yapmıştılar ama bu 3 boyutlu malzemelerin kontrolü zor idi.

İlk olarak Eric Drexler tarafından "Yaratma Makinaları" adlı kitapta kullanılan bu terim bir kıyamet senaryosu. Nanorobotlar Dünya'daki tüm hammaddeleri kullanarak sürekli kendilerini çoğaltacak, Dünya'da boş alan kalmayacaktır. Geometrik bir artış olacağı için çok kısa zamanda bu robotlar çoğalabilecektir. Çamur denmesinin sebebi ise şudur: Robotlar tüm hammaddeler bitince bozulacak ve işlemez hale gelecekler. Tüm Dünya "gri" robot parçaları ile dolacak, çamur gibi olacaktır.

Tabi ki Eric Drexler kitabında bu olayın ihtimalinin olduğundan bahsetmiştir, yoksa Dünya'da nanoteknlojinin amacı bu tür robotlar yapmak değildir. Magazin dünyası bu konu üzerinde çok durmuştur ve nanoteknolojinin sadece bundan ibaret olduğunu bazılarına benimsetmiştir.
10 Nisan 2004 Nature dergisinde Eric Drexler "Keşke bu terimi kullanmasaydım" demiştir. Şu an için böyle nanorobotların var oluğ olamayacağı bile bilinmemektedir.

Bir başka senaryo ise, robotlar yerine canlı organizmaların olacağını öngörmektedir. (Green Goo - Yeşil Çamur) Nanobiyoteknoloji ile insanlar Dünya'da hiçbir zaman varolmamış canlılar yapabilecek, bunlar hızla çoğalıp, Dünya'yı yaşanmaz hale getirebileceklerdir. Tabi bunların hepsi senaryo, ama olma ihtimalleri de var. Fakat nanoteknolojinin amacı bu değil.

1 nanometre 1 metrenin bir milyarda biridir. Bu büyüklüğü hayal etmek çok zordur. Örnek vermek gerekirse iki karbon atomu arasondaki bağ uzunluğu 0.12- 0.15 nm, DNA çapı 2 nm, bakteri 200 nm, bir saç teli 50.000 nm'dir. Ya da şöyle diyelim, tırnaklarımız 1 saniyede 1 nm uzar; 1 nm ile 1 metre arasındaki ilişki, bir poğaçanın Dünya ile arasındaki ilişki gibidir.

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 düzeyde zayıf kuvvetlerin daha önemli hale geleceğini söylüyordu.

Feynman o konuşmada 2 tane de problemi duyurdu; çözene de 1000$ ödül vereceğini söyledi. Birinci problem bir nanomotor yapımıydı. Ama Feynman bu sorunun Kasım 1960'da William McLellan tarafından çözülmesine çok şaşırmıştı. William İngiliz bir elektrik mühendisi idi. 13 parçadan oluşan kenar uzunluğu 1/64 inch (0.3 mm) olan küp şeklindeki bir motor yaparak ilk ödülü aldı. Nanoteknoloji açısından bir gelişme olmaıştı.

İkinci problem ise bir çivinin tepesine bütün Encyclopedia Britannica'yı yazmaya elverecek derecede harflerin küçültülmesiydi. Bu problem ise 1985'de Standford Üniversitesi mezunu Tom Newman tarafından çözüldü. Çivinin tepesine elektron demeti ile Charles Dickens'in İki Şehrin Hikayesi adlı eserini yazdı ve ikinci 1000$ ödülü aldı. Günümüzde de Feynman anısına nanoteknoloji adına gelişme yapmış insanlara "Feynman Ödülü" veriliyor.

Bir meseleden daha bahsetmek istiyorum: Bediüzzaman 1930 yıllarında yazdığı 12. Lema 5. Kaidede şu cümleleri kullanmış: "Beşincisi: Hadsen ve hissen ve istikrâen ve tecrübeten sabit olmuştur ki: Bir maddede tanzim ve teşkil düşse (yani o maddeyi oluşturan atom dizilişleri yok farz edilse) ve o maddeden başka masnûat yapılsa (yeni bir atom sıralaması ve şekillendirilmesiyle yeni maddeler, eserler yapılsa bkz: Karbon nanotüp), elbette muhtelif tabaka ve şekillerde olur. Meselâ, elmas madeninde teşkilât başladığı vakit, o maddeden hem remad, yâni hem kül, hem kömür, hem elmas nevileri tevellüd (doğmak, ortaya çıkmak) ediyor. Hem meselâ, ateş teşekküle başladığı vakit; hem alev, hem duman, hem kor tabakalarına ayrılıyor. Hem meselâ Müvellidü’l-Mâ (Hidrojen), Müvellidü’l-Humuza (Oksijen) ile mezcedildiği vakit, o mezcden hem su, hem buz, hem buhar gibi tabakalar teşekkül ediyor (burada Hidrojen ve Oksijen atomlarının birleşimlerini örneklemesiyle, sadece aynı tür atomlardaki sıralama değişikliklerinin değil, farklı atomların da yeniden tanzim ve teşkiliyle bambaşka özellikte maddeler elde edilebileceğini belirtiyor). Demek anlaşılıyor ki bir madde-i vâhidde teşkilât düşse, tabakata ayrılıyor. Öyle ise madde-i esîriyede Kudret-i Fâtıra teşkilâta başladığı için, elbette ayrı ayrı tabaka olarak ‘Fesevvâ hünne seb’a semâvâtin / Gökleri yedi kat olarak tanzim etti’ (Bakara Sûresi: 29) sırrıyla yedi nevî semâvâtı ondan halketmiştir. İlginç tabi.


Nanoteknoloji terimi ilk kez Norio Taniguchi tarafından "Temel Nano-Teknoloji Konseptleri" adlı makalede dile getirildi. Nanoteknolojiyi şöyle tanımlıyordu Norio Taniguchi: "Atom atom ya da molekül molekül ayırma, birleştirme, bozma sürecine nanoteknoloji denir".





K. Evin Drexler 1980'lerde molekülleri rassal yöntemler yerine deterministik olarak işlemeyi 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 (Tarama Tünelleme Mikroskopu) Gerd Binnig ve Gerhard Rohrer tarfından 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 buldular. (AFM)


1986'da ilk nanoteknoloji organizasyonu Foresight, Eric Drexler tarafından kuruldu. Amacı moleküler üretim bilincini artırmak. Kar amacı gütmeyen bir organizasyon.

1987'de ilk protein üretildi.

1988 bahar döneminde üniversitedeki ilk nanoteknoloji dersi Eric Drexler tarafından verildi. Kitap olarak Drexler'in "Yaratma Motorları" tavsiye edildi, ayrıca teknik notlar da kullanıldı. Yaklaşık 50 öğrenci dersi aldı.



1989'da IBM bilim adamı Don Eigler nikel yüzeye ksenon atomları ile IBM yazısını yazdı.




1989'da ilk nanoteknoloji "Nanotechnology" dergisi yayına çıktı. Hala yayınlanmaktadır.
1990'da Japonya nanoteknoloji projelerine başladı.


1991'de Sumio Iijima karbon nanotüpü buldu.










1993 ilk Feynman Ödülü verildi.








1996'da Nasa nanoteknoloji üzerinde çalışmaya başladı.




1996'da ilk nanoteknoloji şirketi Zynex kuruldu.




21 ocak 2000 - Clinton nanoteknolojiye destek verdi, para ayırdı.

2001 - Askeri gelişmeler için nanoteknolojik araştırmalara başlandı.

Nanoteknoloji - 1-100 nm arasındaki boyutlarda malzemelerin özelliklerini inceleyip, anlama ve kontrol edebilme, sonra da bu teknolojiyi kullanan alet edevatlar geliştirmektir.

Bu bilim dalı disiplinlerarası bir bilim dalıdır. Disiplinden kasıt bir başka bilim dalıdır. Yani bir çok bilim dalının birleşerek, birbirine destek vererek, yukarıdaki tanıma uygun araştırma geliştirme yapmasıdır. Bu bilim dalları fizik, malzeme bilimi, robotik, kimya, biyoloji, makina mühendisliği, elektrik mühendisliği ve bunların alt dalları olabilir. Nanoteknoloji şimdiki bilim dallarının nanoseviyeye inerek orada araştırma yapması da olarak da görülebilir.

Yalnız nanoteknolojinin amacı şimdiki teknolojiyi nanoseviyeye indirmeye çalışmak değil, mikrodüzeyde beceremediğimiz işleri nanoseviyede başarabilmek uğraşmak. Yani bir su molekülünün özelliklerini ortaya çıkarmak nanoteknoloji değildir. Suyun o düzeyde makro düzeyde olmayan özelliklerini bulmak ve kontrol etmek nanoteknolojidir.

Nanoteknolojide 2 temel anlayış vardır: Biri aşağıdan yukarı inşa, diğeri yukarıdan aşağıya inşa. Aşağıdan yukarı inşada malzemeler ve aygıtlar, moleküler düzeydeki bileşenlerinden kimyasal yollarla otomatik olarak oluşuturur. Yukarıdan aşağıda inşa ise büyük haldeki malzemeleri küçülterek ürün üretmektir. Günümüzde de inşaların çoğu bu yöntemle yapılmaktadır.

Nanoteknolojide kullanılan aletlerden en yaygın olanı atomik kuvvet mikroskobu, tarama tünelleme mikroskobudur. Elektron demeti litografisi, moleküler hüzme epitaksisi de nanomalzemeleri manipüle etmeye elverişli hale getiriyor ve alışılmamış özellikleri gözlemleyebiliyoruz.

Nanoteknolojik ürünlere örnek olarak moleküler yapıya sahip polimerler, yeni bilgisayar çipi tasarımı, bronzlaşmama losyonu, kozmetik, ilaç taşıması verilebilir.

Elektronik teknolojisinde devrim yapacağına inanılan karbon nanotüpler birçok bilim adamı tarafından geleceğin malzemeleri olarak görülüyor. Ama yeni araştırmalar gelecek vaad eden tek karbon şeklinin nanotüpler olmayacağını gösterdi. California Üniversitesi'ndeki araştırmacılar grafinin karbon nanotüpten daha iyi termal iletkenliği olduğunu buldular. Grafin tek atom kalınlığındaki karbon yüzeyi, termal iletkenlik ise bir maddenin ısıyı iletebilme kapasitesi. Araştırma elektronikteki grafin uygulamalarına yeni bir bakış getirecek, çünkü elektronikte ısıyı iletebilme önemli bir mesele. Araştırma 20 şubat 2008 Nano Letters dergisinin internet dergisinde yayımlandı.

Bazı malzemelerin oda sıcaklığındaki termal iletkenlik katsayıları şöyle:
Silikon: 145 W/m•K (w=watt, m=metre, K=Kelvin)
Karbon Nanotüpler: 3000 to 3500 W/m•K
Elmas:1000 - 2200 W/m•K
Tek katmanlı grafin: 5300 W/m•K



Grafinin silikonla birleşebilmesi ve düzlemsel olması da, uygulamalarda yaygın olarak kullanılmasını tetikliyor.

Normalde malzemelrin termal iletkenlikleri dokunma yöntemi ile ölçülürken, araştırmacılar grafinin termal iletkenliğini o yolla hesaplamadılar. Grafin yaprağını bir köprü gibi bir substratın üstüne koydular. (resim) Daha sonra sarkan kısma lazer ışığı gönderip, titreşim cevaplarını Raman spektroskopisi (ışık temelli madde özelliklerini öğrenmeye yarayan yöntem) ile ölçtüler.

Sürpriz Modelleme

Bu yazının direk nanoteknoloji ile ilgisi yok, ama ben gene de okurları bilgilendirmek için yazayım dedim. Fazla bilgi göz çıkarmaz ne de olsa?

Gün içinde bir çok tahminle iç içeyiz: bir sonraki sağanak yağış nerede görülecek, borsanın durumu, seçimi hangi parti kazanacak gibi. Günümüzde bilgisayar modelleri bazı şeyleri gayet güzel bir şekilde tahmin edebilseler de, ama gene de bazen sürprizlerle karşılaşabiliyoruz ve bunları tamamen yok etmek de pek mümkün gözükmüyor.

Ama Eric Horvitz, Microsoft, sürpriz modelleme ile bu beklenmedik sonuçları en aza indirebileceğimizi düşünüyor.

Horvitz sürpriz modellemeyi teknolojik bir kristal küre yaparak yarın hangi hisselerin değer kazanacağını ya da Dünya'nın neresinde bir sonraki terörüst saldırısının gerçekleşeceğini sorma olarak düşünmenin yanlış olduğunu vurguluyor. "Geçmişte bizi şaşırtan olaylara bakarak, ileride bizi şaşırtabilecek olayları tahmin edebiliriz" diyor Horvitz. Bu başarılabilirse, karar alan bir çok insanı etkileyebilmek mümkün, sağlıktan, askeriyeye, finanstan politikaya.

Bu teknoloji uzak gibi durabilir, ama bu anlayış gerçek bir uygulamaya vesile oldu : 2003'ten beri Microsoft'ta geliştirilen SmartPhlow, bir trafik yoğunluğu tahmin etme cihazı. Hem masaüstü bilgisayarlarda hem de Microsoft PocketPC'lerde (cep bilgisayarı) kullanılabiliyor. Seattle'daki trafik bilgilerini alıyor ve trafik olan yollar ekranda kırmızı, olmayanlar ise yeşil olarak görülüyor. (Resimde gözüktüğü gibi) Ama bu daha başlangıç, çünkü insanlar genellikle nerelerin yoğun olduğunu biliyor, o yüzden insanın bildiği bir şeyi sürekli ekrana getirip uyarı vermek çok gıcık bir durum olabilir. O yüzden cihaz o saatte beklenmedik bir yerde trafik oluşursa, ya da tam tersi, beklenmedik bir yerde yol boşaldı ise uyarı veriyor. Makina bunu nasıl beceriyor? Şöyle: makina insanlar için nasıl bir olayın sürpriz olduğunu biliyor bir de bu sürpriz olayı tahmin edebiliyor.

Araştırmacılar bir çok yıl için trafik bilgilerini inceledikten sonra sürpriz olaya sebebiyet verebilecek faktörleri belirlemişler: kazalar, hava koşulları, tatiller, spor müsabakaları, ya da resmi ziyaretler. Sonra yolları parçalara bölüp, her 15 dakikada bir, her bölge için sürpriz olay oluşma ihtimalinin dağılımını hesaplıyorlar.

Bu yöntem bayağı işe yaramış. Bu cihazların doğru tahmin üretme yüzdesini %5'e düşürdüğünüzde bile insanlar normal zamanda bilebildikleri sürpriz olayların yarısı kadar daha bilebiliyor. Bugün 5.000'den fazla Microsoft çalışanı bu programı cep telefonlarında kullanıyor.

Şu an Inrix Traffic adlı uygulama ile bir kaç saat içindeki trafik tahmininden, bir kaç güne kadarki trafik tahminini Amerika ve İngiltere için öğrenebiliyorsunuz.

Tabi ki bu uygulama bir çok saha için tahmin etme imkanı tanımıyor, ama Horvitz umutlu. İleride hangi ülke arasında ne zaman terslik olabileceğini tahmin edebileceğini düşünüyor.

Suudi Kralı Abdül Aziz IBM ile Nanoteknoloji merkezi açılması konusunda anlaştı. "Dünyanın önde gelen teknoloji ve nanoteknoloji şirketi IBM ile ortaklık kurmak, hem önemli ekonomik ve bilimsel konulara eğilmemizi hem de krallığın önemli sorunlarından olan enerji ve suyun arıtılması konularında yardımcı olacaktır" dedi KACST başkanı Muhammed I. Al-Suvaiyel.
Anlaşmaya göre Arap bilim adamları IBM ile birlikte güneş enerjisi, su arıtılması ve yenilebilir enerji üzerinde çalışacaklar.

Telomolecular Corp., Amerika'da yaşlanmaya karşı biofarmetik ilaçlar üreten yerli bir nanoteknolojik şirketi- “bĭm·ə·nē™” adlı, güzellik maddelerini gerekli yere - deri dokusuna- ulaştıran ilk ürünü tanıttı. Kolajen, güzel ve genç görünen deride bulunan doğal bir protein. Bir çok kozmetik ürünü yaşlanmayı kolajenle önlüyor. Verimli bir ulaştırma sistemi olmadan, kolajeni deriye gönderemiyorsunuz, çünkü büyük bir molekül.
bĭm·ə·nē™ kolajeni, yaşlanmayı oluşturan hücrelere “nanotaneciklerle" gönderiyor. Kolajen, aynı zamanda bir bebeğin vücudunu yumuşak yapan madde. Ürünün içinde deriyi besleyen başka malzemeler de var.Şirket ürünün bir çok kişi tarafından ilgi çekeceğini düşünüyor.

Kremin yaklaşık 40 gr.'ı (1.5 ons) 149.9 $.
Yalnız kreme isim koyan kişi dikkatli değilmiş herhalde: bimene uygursa saçma anlamına geliyormuş.

University of Pennsylvania School of Engineering mühendisleri nanoseviyedeki metal tellerin dayanıklılığını ve sünekliğini ölçüyorlar. Çalışmalar sonucunda nanoseviyede metallerin bu özellikleri için bir model oluşturuldu. Metaller nanohacimlerde daha kuvvvetli oluyorlar, ama bu özellik 10-50 nm arasında doygunluğa ulaşıyor ayrıca sıcaklık değişimine karşıda hassaslaşıyorlar. Bu buluşlar nanoteknolojik tasarım ve uygulamalar için önemli.

Makroseviyede olan dislokasyonların çoğalması (atomsal iç hatalar) nanoseviyede pek gözlemlenmiyor.
Bu bilim adamları "Küçük daha kuvvetlidir" anlayışını da ispat etmiş oldular.

Georgia Institute of Technology üniversitesindeki fizikçiler altının nanoseviyede manyetik özellik gösterdiğini buldular. Altın nanoparçacıklarına elektrik alan uygulandığında parçacıkların yapısı 3 boyuttan 2 boyutlu (düzlemsel) bir yapıya dönüşüyor. Grup bir başka makalede altın nanotellerin oksidasyon sonucu manyetik özellik kazandıklarını yazdılar. Ayrıca oksitlenmiş altın nanotellerin belli bir uzunluğa kadar iletken metal olduklarını, uzunluk artınca yalıtkan olduklarını buldular. Bu buluş nanoseviyede böyle metal-yalıtkan geçisinin gözlemlendiği ilk örnek. İki buluş da, nanoteknoloji sayesinde maddelerin kimyasal ve fiziksel özelliklerini değiştirebilmemiz için önemli.

Altın nanoseviyede aslında bizim bildiğimiz altından çok daha değişik özelliklere sahip. Mikroseviyede neredeyse hiç bir element ile reaksiyona girmeyen altın, nanoseviyede çok aktif bir metal haline geliyor.

Farklı yerlerden elektrik alanı uygulamakla malzemelerin kimyasal ve fiziksel özelliklerini değiştirebilme (altın da olduğu gibi) başka malzemelerde de denenerek, geliştirilebilir.

Altın nanotel, 6 atomdan fazla uzatılırsa yalıtkan oluyor. Bu da altın nanotelden metal-yalıtkan bir anahtar yapılabilmesi demek.

2009'da çıkması planlanan "Nanoköpekler filmi" nanorobotlarla ilgili. Richard Spano herkesin peşinden koştuğu nanorobotlara sahip bir nanobilimci. 12 yaşındaki oğlu Matt nano-çözeltilerle oynarken köpeği bu çözeltiyi içiyor ve... Konuşmaya başlıyor. Ayrıca telepati de yapabiliyor. Matt bu durumu gizlemeye çalşıyor ta ki yan komşuları Peg ve Brandon'un köpekleri teknolojik ajanlar tarafından kaçırılıncaya kadar. Film nanoteknolojik bilim kurgu dalında ilk film. IMDB'de "nano" etiketli ilk film. Bekleyelim bakalım.

En Küçük Nanotüp Üretildi

SCF Teknoloji şirketine göre her cam kendini temizler hale getirilebilir. Şirket güneş enerjisini kullanarak toz ve kiri parçalayan cam kaplayıcıyı piyasaya süren ilk şirket oldu. Shine On cama uygulandıktan sonra 2 yıl boyunca temizleme gerektirmiyor.

ShineOnu bezle ile cama uyguladıktan sonra, cam kendisine ancak üretim aşamasında verilebilecek olan kendini temizleme özelliğe sahip oluyor.

ShineOn, cama kimyasal bağlarla bağlanıyor ve aşınmaya dayanıklı bir kaplama oluşturuyor.
Yağmur yağdığı zaman toz direk silinmiş oluyor.

Karsten Felsvang, SCF müdürü, şirketlerin bütçelerinin önemli bir kısmını cam temizlemek için ayırdığını, bu ürünün onlar için çok faydalı olduğunu söyledi.

Modern bir binanın camları 2 yıl içinde ortalama 100 kez yıkanıyor, ShineOn ile bu sayı 1'e iniyor.

Cam silmek için artık deterjan da kullanmaya gerek yok, son derece çevreci bir ürün.

Ürün şimdilik metre başı hesaba göre deterjanlardan pahalı.

Ürün iki aşamada uygulanıyor:
1- Cam önce özel bir sıvı ile tüm kirlerden arındırılıyor.
2- ShineOn'u bir kumaşla cama sürüp, kaplamayı oluşturuyorsunuz.

Kaplama titanyum dioksit içeriyor ve bu madde tozu yakmak için güneş enerijisini kullanıyor.
yağmur yağdığı zaman normal bir damla oluşacağına, damla yuvarlak bir hal alıp yol boyunca yanmış kiri topluyor.

Eğer yağmur yağmazsa, kir su dökülerek de alınıyor.

Yaygın olarak kullanılan verem aşışının ağızdan akciğerlere direk buhar olarak verilen yeni aerosol versiyonu, denek hayvanlarda geleneksel aşıdan daha fazla etki gösterdi. Bu gelişme bu hafta Proceedings of the National Academy of Sciences'ta yayınlandı.

Yılda 9 milyon kişi vereme yakalanmakta, bunlardan 2 milyonu ölmektedir.

Harvard Üniversitesi ve bir başka kar amacı gütmeyen MEND adlı şirketle beraber geliştirilen bu yeni aerosol aşışı düşük ücretli, iğnesiz, kararlı verem tedavisini oda sıcaklığında gerçekleştirebilir.

İlaç nanoparçacık teknolojisini kullanıyor ve etkisini aerosol teslimi ile gösteriyor. İlaç hayvanlara karşı testi başarı ile geçerse yöntem diğer hastalıklar için de denenecek.

Testlerde kullanılan vereme karşı çok hassas olan hintdomuzu. Aerosol aşısı ile tedavi gören hintdomuzlarında akciğer ve dalakta yüzde 1'den az bir yerde hastalığın etkisi gözlendi. Normal aşı yönteminde ise hastalık kendini akciğerlerde %5, dalakta %10 oranında gösterdi.

Aşının üretilme yöntemi süttozu üretimine benziyor. Sıvı haldeki aşı, bir gaz içerisinden geçiriliyor, mesela nitrojen, ve toz haline geliyor. Bu şekildeki aşıların, şimdikiler gibi soğuk bir ortamda saklanmasına gerek yoktur. Çok rahat bir şekilde aşılar her yere ulaştırılabilir. Bir de, şimdiki aşılar kullanılmadan önce suya ihtiyaç duymaktadır, bu işlem de yukarıdaki yöntemle kaldırılabilir.

Avrupa Birliği Bilim Ödülleri 3 daldan oluşuyor: Bilim İletişimi (Science Communication), Marie Curie, Descartes Ödülü.

2005'te Descartes ödülünü Ekmel Özbay almıştı.

Bu yıl Türkiye'den Marie Curie ödülünü Batu Erman aldı. Kendisini tebrik ediyoruz.

Amerika'da 17 yıl kaldıktan sonra Eylül 2004'te Türkiye'ye dönen Batu Erman, Sabancı Üniversitesi'ne girmiş. Türkiye'de daha önce olmayan bağışıklık sistemi bilimi (immunoloji) laboratuvarını kurmuş.

Marie Curie ödülü 2003'ten beri, belirli bir dalda seçkin tecrübeye ulaşmış bilim adamlarına veriliyor.

Fullerenler 1985'te Robert Curl, Harold Kroto ve Richard Smalley tarafından Sussex Üniversitesi ve Rice Üniversitesinde bulundu. Fullerenler bir karbon allotropu ailesidir. Richard Buckminster Fuller'a ithaf edildi. Küre yapılılara buckyball denir. Fullerenler tamamen karbon atomundan oluşur ve küre, ellipsoit (Dünya'yın şekline benzer) veya tüp şeklinde olabilir. Silindirik olanlarının ismi karbon nanotüptür. Yapısal olarak grafine benzerler; grafinler altıgen halkalara sahiptir, fullerenlerde beşgen halkalar da mevcuttur.



İlk bulunan fulleren C60'tır. (60 karbondan oluşan top) Fulleren saflaştırması kimyacılar için hala büyük bir sorun ve büyük ölçüde fulleren fiyatlarını bu süreç belirliyor. 10 gr %99.9 saflıktaki C60'ın bir gramı şu an için 55$, 10 gramı 450$. (Fulleren fiyatları için tıklayın.)Diğer fulleren örnekleri: yıldırımdan sonra oluşan iste saklanan C₇₀, C₇₆ ve C₈₄ molekülleri.




Mart 2008'de fullerenlerin içinde ağırlıklarının %8'i kadar hidrojen depolayabilecekleri bulunmuştur. (1)

Fullerenler çok reaktif yapılardır.

Nanoteknoloji dalında fullerenlerin ısı direnci ve süperiletkenlik özellikleri üzerinde çok durulmaktadır. Ayrıca fullerenlerin molekül tanıma uygulamalarında da kullanılması düşünülmektedir; mesela HIV virüsü tesbiti için.

C60'ın fiziksel özellikleri:
Ağırlık bakımından yoğunluk: 1.72 g/cm3
Moleküler yoğunluk: 1.44 x 1021/cm3
İki karbon arası ortalama uzaklık: 1.44 Å
Dış Çap: 10.18 Å
Atom başı bağlanma enerjisi: 7.4 eV
Kaynama noktası: 800 K'da süblimleşiyor

Fullerenler bir çok çözücüde çözünürler. En yaygın olanları toluen ve karbon disülfittir. Bu sıvılarda çözüldüğü zaman saf Buckminsterfullerene mor rengi, C70 kırmızı kahverengi rengi alır. Fullerenler oda sıcaklığında bir çok çözücüde çözünebilen tek karbon allotropudur.

-Bir çok araştırma fullerenlerin zehirli olmadığını ispatlamıştır.

-Fulleren Kimyası adlı Kimya biliminin alt dalı vardır.
Top Fulleren Çeşitleri:
-Buckminsterfullerene
-Bor buckyball'u
Tüp Fulleren çeşitleri:
-Nanotomurcuk
-Nanotüp

Dünya'daki en kuvvetli yaratık olan Hercules Beetle, renk değiştirme yeteneğine sahip. Bilim adamları bu değişimin nasıl gerçekleştiğini hala anlamış değil. New Journal of Physics dergisinde yayınlanan bir makale "akıllı malzemeler" tasarımı için bu böceğe mahsus koruyucu kabuğun yapısını incelemiş.

Hercules Beetle, kuvvetliliğin yanısıra (ağırlının 850 katı kadar yükü taşıyabiliyor), dış iskeletinin havanın nemine göre renk değiştirmesi de ilgi çekici. Havada nem oranı arttıkça kabuk yeşilden siyaha dönüyor.

Belçika'daki Namur Üniversitesi araştırmacıları tarama tünelleme mikroskopisi kullanarak bu değişime sebep olan yapıyı bulmaya çalışmışlar.

Işık ile yapının şöyle bir ilişkisi var: Su kabuğun porlarından içeri girince, siyah boyanmayı önleyici yapıları bozuyor.

Araştırmacılar deneyde kurutulmuş bir beetle kabuğu kulandılar. Beetle genelde Kolombiya, Venezüela, Peru, Ekvador, Bolivya ve Brezilya yağmur ormanlarında yaşıyor.

Beetle'ın neden renk değiştirdiği ise hala bilinmiyor; kimileri koruma amaçlı diyor - geceleyin daha nemli bir hava olduğu için, siyah renkte olmak daha avantajlı - , kimileri de geceleyin ısı almak için diyor.

Bu yapı taklit edilerek "akıllı malzeme" olarak nem sensörleri geliştirilebilir.

Berlin'deki Capsulution Nanoscience AG şirketi, Tuebingen biyoteknoloji şirketi EMC microcollections GmbH and Charité - Universitätsmedizin Berlin ile 3 yıllık proje için ortaklık imzaladı. Amaç deriye sürülerek etkisini gösterecek aşı geliştirmek.

Böyle bir yöntem sayesinde iğneden sonra görülen enflamasyonlar, alerjiler, tek iğne kullanılmamasından bulaşan hastalıklar ve en önemlisi acıdığı için iğne olmak istemeyen çocuklar tarihe karışacak.

Protein sentezine doğru giderken, bilim adamları sıfırdan, belli bir kimyasal reaksiyonda katalizörlük yapabilen enzim ürettiler. Bu reaksiyonların (insan yapımı kimyasalları yıkma) doğal bir katalizörleri yok. "Bu gelişme varolmayan enzimleri oluşturabilmemizin mümkün olduğunu ispatlıyor" diyor Caltech Üniversitesi kimyasal mühendislik ve biyokimya profesörü Frances Arnold. Arnold araştırmayı yapan grubun içinde değil. Arnold yeni enzimleri protein tasarımının "kutsal kasesi" olarak adlandırıyor. Protein tasarımı zor bir iş, hele istediğiniz fonksiyonda protein tasarımı çok daha zor bir iş.David Baker ve çalışma arkadaşları (Washington Üniversitesi) karbon atomları arasındaki bağları bozan bir reaksiyon üzerine yoğunlaştılar. Eğer karbon bağlarını koparan ve birleştiren enzim yapılabilirse, zararlı maddeler, ilaçlar rahatlıkla parçalanabilir, yeni tip yakıtlar geliştirilebilir.

Grup öncelikle aktif cebi tasarladı. Aktif cep denen bölge reaksiyonun gerçekleştiği yer. Aktif cebin geometrisi ve kimyasal özellikleri o yüzden çok önemli.

Aktif cep tasarımından sonra, bu cep yapısına sahip protein üreten algoritmalar geliştirildi. Geliştirilen her protein kimyasal reaksiyona etkisi ve maddelerle ilişkisine göre sıralandı.
Bir sonraki adım seçilen proteinleri sentezlemekti. 72 tane seçilen protein için gen dizilimi oluşturuldu, daha sonra bakteriler kullanılarak proteinler üretildi. Her proteinin daha sonra karbon-karbon bağını yıkma reaksiyonundaki performansı gözlemlendi.
72 proteinden 32'si reaksiyonu hızlandırabildi. En verimlileri ise reaksiyonu 10.000 kat hızlandırdı. Grubun bir sonraki amacı kullandıkları algoritmayı iyileştirerek, varolan enzim seviyesinde üretim yapabilmek.
Araştırma Science dergisinde yayınlandı. Buradan ulaşabilirsiniz.
Bu araştırma protein tasarımında aslında bir ilk değil. İlk defa Steve Mayo, 2001'de enzim olmayan proteinleri enzime çevirdi. Şimdiki yöntemden fark, Mayo'nun varolan proteinleri başlangıç noktası olarak kullanmaması.

Nanoyüzük: atomik kuvvet mikroskop ucu kullanılarak 2 boyutlu elektron gazının (2DEG) yerel anot oksitlenmesi sonucu oluşan 4 terminalli bir nanoyüzük. Yükselmiş beyaz çizgiler 2DEG'i ihtiva eden heterojen bir yapı olan GaAlAs yüzeyindeki oksitleri temsil ediyor. Bu oksit çizgilerinin yükseklikleri ortalama 15 nm ve yüzeyin içine doğru giriyor ve elektron gazının orada hendekler oluşturuyor. Yüzüğün çapı yaklaşık 1 mikron. (Dr Andreas Fuhrer, Prof. Ensslin Nanofizik GrubuETH Zürih/İsviçre)




Antibiyotik peptitle tedaviden sonra insan alyuvarları:Phyllomelittin bir kurbağanın derisinden elde edilen tuhaf özelliklere sahip antibiyotik bir peptid. Antibiyotik, etkisini hücre zarını bozarak gösteriyor. Bu tür peptitlerin hücre zarına olan etkisini araştırma uzun bir süre AFM araştırmalarının kaynağı oldu. Yan taraftaki hücreler böyle bir deneyde kullanılmış. Peptid uygulandıktan sonra hücreler methanollu lamel üzerine konulup 5 dakika beklenmiş. Sarı yerler hücre zarının zarar gördüğü yerlere tekabül eddiyor. (Dr Luciano Paulino Silva, EMBRAPA Recursos Genéticos e biotecnología Brasilia/Brezilya)


Kök: Polyelektrolit molekülleri (PE) polimerle ve metallerle birleşebiliyor. Nanoseviye elektroniği için güzel dizilmiş PE moleküllerini çoğaltabilmek çok önemli. Bir çalışma grubu da bu amaç için yeni bir metod geliştirirken garip yapılarla karşılaşmışlar. Bu resim PE'nin hidrofobik bir yüzeyde emilmesini gösteriyor.(Mr. Konstantin Demidenok, Leibniz-Institut fur Polymer Forshung Dresden/Almanya)








Kuantum Ormanı: Si üzerinde GeSi kuantum noktaları, ortalama çap 70 nm, yükseklik 15 nm. (Mr Thorsten Dziomba.

Nanomalzemeler nanoteknolojide kullanılan malzemelere verilen genel bir ad. Nanomalzeme bilimi ise malzemelerin nanoseviyede nasıl davrandıklarını incelyen bilim dalı.

Nanomalzemelerin alan-hacim oranlarının yüksek olması yeni uygulamalara kapı açıyor. Örneğin mikroseviyede gözlenmeyen katalik özellik, nanoseviyede açığa çıkıyor. Kuantum etkisi olarak da biliniyor. Bu durum da biomalzemeler uygulamalarını etkiliyor.

Nanoseviyeye indirilince malzemelerin fiziksel özellikleri değişiyor.
Bakır: nanoseviyede saydam
Platinyum: nanoseviyede katalitik, normalde inert
Silikon: makroseviyede yalıtkan iken nanoseviyede iletken
makroseviyede kırılgan iken nanosseviyede sünek
Altın: normalde hiç reaksiyona girmez iken, nanoseviyede çok aktif bir element

Nanoteknoloji malzemelerin bu alışılmadık özelliklerini kullanarak yeni aygıt ve malzeme geliştirilmesidir.

Case Western Üniversitesi araştırmacıları deniz hıyarlarından esinlenerek yapılmış ve hızlı bir biçimde sert ve yumuşak hal alabilen bir biopolimer ürettiler. Yeni malzeme su içeren bir çözücü varlığında yumuşuyor, sıvı uçup gidince tekrar 1000 kat sertleşiyor. Christoph Weder, makromoleküler bilim ve mühendisliği araştırmacısı ve profesörü, bu malzemenin, uzun süre beyin aktivitesini kaydedecek elektrod tasarımı için faydalı olacağını düşünüyor. Şimdi kullanılan elektrotlar metal olduğu için uzun bir süre vücutta kalınca beyine zarar veriyor.

Deniz hıyarlarının vücudu tehlike olmadığı zaman yumuşak, tehlike geldiği zaman ise sert. Üretilen malzeme yumuşak haldeyken lastik, sert halde iken CD gibi oluyor.

Bu malzeme kullanılarak üretilen elektrodlar beyinde ilerlerken bir sinir sıvısına rastgeldiği zaman yumuşayıp, zarar vermeyebilir.

Odaklanmış iyon demet litografyasında, odaklı iyon ucu yüzeyi tarayarak eksiltici ya da artırıcı litografya yapar. Eksiltici litografya yüzeyden atom kopararak, artırıcı litografya da organik buhar ayrışmasıyla oluşan iyonları ekleyerek yapılır. İkincil elektron ve iyon üretimiyle de gerçek zamanlı görüntülere ulaşılır.

UNAM'daki Odaklanmış İyon Demet Litografyası odası:


















Bu sistemin ana malzemeleri aşağıdaki resimde görülüyor. Sırasıyla açıklayalım.

İyon tabancası: 10 keV enerjiye sahip hızlandırılmış iyon üretir. Bu iyonlar hedefe elektrostatik merceklerle odaklanır. İçerisinde sıvı metal vardır, genelde Ga katyonudur, çünkü oda sıcaklığında sıvı haldedir.

Altlık: Üzerine direnen malzeme olan bir cisim. Direnen malzeme ne? Hemen açıklayalım: yoğun iyon demetine maruz kaldığı zaman fiziksel veya kimyasal özellikleri değişen malzeme.

Yöntemin İngilizcesi: Focused Ion Beam Lithography



















Odaklanmış İyon Demet litografyasının avantajları:
1- Bilgisayar kontrollü olması
2- Maskeye gerek yok
3- 1 µm'den küçük desen üretilebilir
4- Direnen malzemeler, elektron demetindeki direnen malzemelerinden hassas.
5- Kırılma etkileri minimum seviyededir.
6- Yüksek çözünürlük küçük boyutlarda
7- Hızlı prototipleme için uygun olması.

Dezavantajları:
1- Güvenilir iyon kaynağı lazım
2- Eksi iyon kullanılırsa, şişmeler oluşur, bu da çözünürlüğü etkiler.
3- Elektron demet sistemine göre pahalı
4- Üretim hızı. Sebep ise iyon hızının elektron hızından düşük olması.

İzdüşümlü Elektron Demet Litografyası
Bu yöntem gerçek desenleme yapmak için kullanılır. Bu sistemde deseni aktarmak için bir maske kullanılır. Mantık diğer litografik teknikleri ile aynı olduğu için gerisini yazmayacağım. Maske ile desenleme yapılır, daha sonra altlık sıvı içerisine konup aşındırma yapılır.

Bu yöntemin sorunu ise elektronları direk gönderdiğiniz için, maskede enerji birikmesi ve bunun sonucunda da maskenin ısınması. Bu sorunu çözmek için ise 2 çeşit maske yapılıyor.

Saçıcı maskeler: ince bir Si zarı ile kaplı bir maske. Üzerine düşen demetlerin çok az bir enerjisini içine alıyor, diğerlerini etrafa saçıyor.

Sürekli maskeler ise 2 katmandan oluşuyor: üstte düşük atom numarasına sahip ince bir zar (mesela 100 nm SiN), altta ise yüksek atom numarasına sahip zar (mesela 250 Angström Volfram) Desen alttaki katmanda oluşur ve bu katman elektron demetlerini saçabilir.

Desen 4 kere küçültülerek direnen malzemeye aktarılıyor.

UNAM'da Elektron Demeti Litografyası odası:

Direk Yazmalı Elektron Demet Litografyası
Bu uygulamalanın ilk hali bilgisayar kontrollü tarama tünelleme mikroskoplarını (TTM) kullanıyordu. Bugün birçok laboratuvardaki TTM'ler bu göreve uygun hale getirilmiştir. Bu sistemler, elektrona duyarlı direnen malzemeleri mikroskop tarafından üretilen 10 nm çapındaki demetlere maruz bırakıyor.

Sistemin çalışma mantığı şu: Bu yöntem maske yapımında kullanılır. Elektron demetleri ile yüzey taranıyor ve istenen desen ortaya çıkıyor. Deseni siz kendi hareketleriniz ile belirliyorsunuz. Demetleri odaklamak için manyetik lensler kullanılır.

Taradığınız yüzey 100-1000 mikron uzunluğunda olabilir. Onun için tüm yüzeyi taramak için sübstratın kendisi de hareket ettirilir.

Elektron Demet Litografyası uzun süreden beri küçük parçalar üretmek için kullanılıyor. Bu teknolojiden ilk bahseden Feynman'dır. Meşhur "Aşağıda Daha Çok Şey Var" adlı konuşmasında, Feynman çivinin tepesine yazı yazmaktan bahseder. Bunun elektron mikroskopları ile mümkün olabileceğini ve bu sürecin yavaş olacağı tahminlerinde bulundu.

Elektron demet litografyasının avantajları:
1- Bilgisayar kontrollü olması
2- Maskeye ihtiyaç yok
3- 1 µm2den küçük desenler oluşturulabilir
4- Kırılma etkileri minimum

Dezavantajları:
1- Eksi yüklü elektron demetlerinde şişme oluyor
2- Işık kullanan litografik sistemlere göre pahalı ve daha yavaş
3- Direnen malzemede ileriye saçılma ve sübstratta geriye doğru saçılma çözünürlüğü düşürüyor.

2 çeşit elektron demet litografyası vardır:
Doğrudan Yazmalı Elektron Demet Litografyası
İzdüşümlü Elektron Demet Litografyası

X Işınlı Yakınlaşma Litografyası
Yakınlaşma ile yapılan litografyalardaki çözünürlük limitini aşabilmek için, yüksek enerjili X ışınları kullanılır.

Çok basit yöntem olmasına rağmen, teknolojik uygulamalarda pek kullanılmamıştır. Problem ise maskedir.

Maskeler zar şeklinde yapılmaktadır. Altta hafif silikon atomları, üstte yüksek derecede X ışını emebilen altın ya da tantalum nitrat vardır. Maskelerin desenlemesi elektron demeti veya kuru aşındırma ile yapılmaktadır.

Bu yöntem daha çok laboratuvarlarda kullanılmaktır.

Yöntemin İngilizcesi: X-Ray Proximity Lithography

Sektörler ve Nanoteknoloji serimize kozmetik ile devam ediyoruz.

Aslında nanoteknoloji 2000 yıl önce de kozmetikte kullanıldı. Antik Yunanlılar saçlarını boyamak için Kurşun Sülfatlı nanokristalleri kullanıyorlardı. Tabi bu bilinçsiz bir hareket olduğu için, kullanma olarak sayılmıyor.

Kozmetikte nanoteknoloji ilk defa 13 yıl önce (1995) uygulandı. Mayıs 2006'da sunulan bir rapora göre 116 ürün, nanoparçacık içeriyor.

Kozmetikteki mantık şu: daha küçük parçalar (nanotanecikler) derinin alt kısımlarına daha rahat gidebiliyor, bu sayede bozukluklar daha kolay ve verimli bir şekilde düzeltiliyor. Aşağıda listelediğim ürünlerin hepsinde de bu anlayış var. Yani nanoteknoloji sayesinde yepyeni bir kozmetik ürün oluşturulmamış. Vücudun, varolan ürünleri daha verimli bir şekilde emmesi sağlanmış. Ürünlerde genellikle metal oksitler kullanılıyor: Titanyum oksit, Çinko oksit gibi.

Nanoteknoloji Kullanan Bazı Kozmetik Firmaları:

L'Oreal
- Vitamin A'yı deri yoluyla vücudun daha derin bölgelerine ulaştıran polimer nanokapsüller.
- 1998 yılında buruşmaya karşı çıkardığı Revitalift adlı krem.
- Titanyum dioksit içeren güneş kremleri.

Freeze 24/7
- Vücuddaki kırışıklıkları giderici krem.

La Prairie
- Anormal deri pigmentlerini, derideki çizikleri ve buruşuklukları giderici ürünler.

Procter & Gamble Olay

Mary Kay

Neutrogena

Avon

Estee Lauder

PureOlogy
- Saç kremleri, şampuanlar.

DDF
- Yaşlanmaya karşı ürünler.

Colorescience

Caudalie

Heal Gel
- Plastik cerrahi ameliyatlarından sonra oluşan iltihapları giderici, sakinleştirici jel. Ayrıca güneş yanığı, burkulma, zedelenme ve yara izleri için de iyi geliyor.


Sorunlar
- Nanoparçacıklar derinin daha alt bölgelerine kadar gidebildiği için, ölmüş ya da hastalıklı hücreler kana karışabilir, lenf sistemine zarar verebilir.
- 70 nm'lik titanyum dioksit parçacıkları nefes yoluyla akciğere ulaşıp akciğerlere zarar verebilir.
- Küçük nanoparçacıklar hücre zarından geçip, DNA'yı etkileyebilir.
- Parçacıklar kansere sebep olabilir.

Yukarıdaki sorunlar, nanoparçacık verilen hayvanlarda görülmüştür. İnsanları da etkilemesi muhtemeldir.

Örnek olarak: Mart 2006'da Almanya'da bir banyo temizleyicisini kullanan kişiler rahatsızlandı. Üreticiler dahil malzemede neyin buna sebep olduğunu bilemediler.

Bilim adamları daha fazla bilgiye sahip olununcaya kadar nanoteknolojik kozmetik ürünlerden çekinmemizi istiyorlar. Konuya tam olarak vakıf değiliz. Malzemelerin hangi ortamda nasıl davranacaklarını bilmiyoruz. Normalde zararsız gibi gözüken nanoparçacıklar, vücuddaki bir bölgede hiç beklenmedik sonuçlar doğurabilir.

Northwestern Üniversitesi Tıpta BioNanoteknoloji Enstitüsü araştırmacıları içerisinde insan kök hücrelerinin saklanabileceği nanokesecikler üretti. Kök hücreler bu keseciklerde haftalarca yaşayabiliyor. Nanokeseciğin zarından proteinler rahatça geçebiliyor.

Makale 28 Mart 2008 tarihinde Science dergisinde "Self-Assembly of Large and Small Molecules into Hierarchically Ordered Sacs and Membranes.” adıyla yayınlanacak.



Samuel I. Stupp, araştırmayı yöneten kişi, "İki tane molekül ilgimizi çekmişti, onları suda çözdük ve iki çözeltiyi karıştırdık." dedi. " İki çözeltinin birbirine karışacağını düşünüyorduk, ama öyle olmadı, sıvılar birbiri ile temasa geçtiği bölgede ince bir zar oluşturdu. Bu müthiş bir buluştu, ve neden böyle olduğunu arştırmaya başladık. Mekanizmayı anlayınca daha da şaşırdık."

Moleküllerden biri peptid amfifil (PA), Stupp'ın 7 yıl önce geliştirdiği sentetik bir molekül ve yaptığı kök hücre araştırmalarında kullandı. Diğer molekül ise biopolimer hyaluronik asit (HA), vücudumuzda kıkırdak ve eklemlerde bulunan bir sıvı.

Arştırmacılar oluşan zarı cımbızla tutulabiliyor, istenilen boyutta zar üretebiliyorlar, çok rahat esnetiyorlar, yırtılma olursa kendiliğinden birleşme (self assembly) yöntemi ile yırtık yer kapatılıyor.

Araştımacılar peptid amfifil çözeltisini sığ bir kalıbın dibine koyuyorlar, üstüne de hyaluronik asit ekliyorlar. İki sıvının temas ettiği yerde katı oluşuyor. Kalıp değiştirilerek farklı farklı şekiller üretmek mümkün. Araştırmacılar yıldız, üçgen, altıgen oluşturdular. Oluşan şeklin 2 yüzü farklı kimyasal özelliklere sahip. Malzeme kuruyunca, plastik gibi sert ve bükülmez oluyor.

Kese üretirken, araştırmacılar hyaluronik asit moleküllerinin peptid amfifil moleküllerinden daha ağır ve büyük olmasından faydalandı. Yani ağır moleküller kaba dökülünce battı, sonra da hafif moleküller onları sardı ve zar içinde hapsetti.

Daha sonra araştırmacılar bu kesenin içine kök hücre koydular. Protein zardan geçebildiği için hücreler 4 hafta kadar yaşayabildi. Stupp "Genlerin, siRNA'ların, antikorların da zardan geçeceğini umuyoruz, böylece bu minik hücre laboratuvarı, araştırma ve terapiler için kullanılabilecek" dedi.

Kesede yırtık olursa nasıl mı tamir ediliyor? Çok basit. Yırtık yere peptid amfifil çözeltisi damlatılıyor, o da içeride hapsolmuş hyaluronik asitle temasa geçiyor ve kopuk kısımda zar oluşuyor.

Buradan nanokeseciğin oluşma videosunu izleyebilirsiniz.

Kaynak: 1 , 2

Öyle bir dondurma hayal edin ki, bir havuç kadar yağ içeriyor... Ya da kolesterol seviyenizi düşüren bir hamburger. Fındıklara karşı alerjiniz mi var, korkmayın fındık vücudunuza zarar vermeden çıkıp gidecek.

Nanogıda dünyasında bu tür olaylar mümkün. Yemeği atomik ya da moleküler seviyede kontrol edebildikten sonra; tadına, vücudunuza ne gibi faydalarının dokunacağına, ne kadar taze kalacağına siz karar verebilirsiniz.

Kimileri nanogıdaları yukarıdaki özelliklerinden dolayı sevecek, kimileri de güvenlik nedenleri isesevmeyecek. Ama şu bir gerçek, genetiği değiştirilmiş gıdalara karşı oluşan tepkiden dolayı, nanogıda önümüzdeki yılların yeni mutfak çeşidi.

Nanogıdadanın yaygınlaşması için tarım, işleme ve paketleme süreçlerinin; sağlıklı ve çevreye zarar vermeyecek şekilde düzenlenmesi lazım.

Alman Helmut Kaiser Danışmanlık şirketi yüzlerce şirketin nanogıdaya yatırım yapacağını düşünüyor. Son raporunda şu cümlelere yer verilmiş: " Nanogıda sektörü 2003'te 2.6 milyar $'lık bir piyasa idi, 2005'te 5.3 milyar $ oldu, 2010'da da 20.4 milyar $ olması bekleniyor. Nanogıda paketlemesi sektörü 2005'te 1.1 milyar $ idi, 2010'da 3.7 milyar $ olacak. Dünya çapında 400 şirket nanogıda alanında AR-GE yapıyor. ABD lider, onu Japonya ve Çin takip ediyor. 2010'da Dünya nüfusunun %50'sini bulınduran Asya'nın Çin liderliğinde nanogıdanın en büyük pazarı olacağı tahmin ediliyor."

Guardian gazetesi yazarı,dünyanın en büyük 5 gıda şirketine (Kraft, Cadbury Schweppes, Unilever, Nestlé ve HJ Heinz) nanogıda ile ilgili sorular sormuş. Cadbury Schweppes nanogıdayı dikkatle izlediğini ama yatırım yapmadığını;Heinz nanoteknolojiyi kullanma planlarının olduğunu söylemiş. Kraft ve Nestlé ise yorum yapmamış. Fakat Unilever, bu işte ciddi olduğu söylemiş.

Aşırı Mor Ötesi Litografya
Bu litografya tipi, optik litografyanın 10-14 nm dalga boylarındaki ışınlarla yapılmasıdır. Bu litografya, vakuumda yapılmak zorundadır. Bu dalga boyunda ışın kullanılması sayesinde yüksek çözünürlükte desenler elde edilir.

Sistem şöyle işlemektedir:Fotomaskenin üzerine ışınlar gönderilir, fotomaskeden yansıyan ışınlar mercek sisteminden geçer, geçerken 4 kat küçülür ve silikon altlık üzerindeki direnen malzemede deseni oluştururlar.Fotomaske %70 yansıtıcı yüzeye sahip, birbirini takip eden Mo/Si çizgilerden (yaklaşık 80 adet) meydana gelir.

Bu yöntemin en önemli kısmı, hatasıza yakın fotomaske yapımıdır.

Yöntemin İngilizcesi: Extreme Ultraviolet Lithography

Resim biraz daha açıklayıcı bilgi verebilir.

10⁻⁹ metre civarında çapa sahip olan tellere nanotel denir. Ya da nanoteller, birkaç nanometre büyüklükte bir genişliğe olan yapılardır. Uzunluk istenen değerde olabilir. Nanoseviyede kuantum mekanik özelliklerin önemi artmaktadır ve bu yüzden bu teller "kuantum telleri" olarak da adlandırılır. Bir çok nanotel çeşidi vardır: metalik (Ni, Pt, Au), yarıiletken (Si, InP, GaN), ve yalıtkan (SiO₂,TiO₂). Moleküler nanoteller ise yanyana gelmiş inorganik (Mo6S9-xIx) ya da organik moleküler (DNA) ünitelerin oluşturduğu yapılardır. Uzunluk-genişlik oranı 1000 olduğu için, genellikle tek boyutlu olarak kabul edilirler.

Nasıl Üretilirler

Nanoteller doğal bir yapı değildir ve laboratuvarda üretilmek zorundadır.

En yaygın üretim tekniği Buhar-Sıvı-Katı sentezleme metodudur. Bu metod, hammaddemiz laserle kopartılmışsa ya da gaz ise kullanılır. Hammaddeye öznce katalizör eklenir. Nanoteller için en iyi katalizörler sıvı metal (mesela altın) nanotanecikleridir. Hammedemiz bu nanotanecikleri doyurmaya başlar. Metal nanoparçacık aşırı doygunluğa ulaştığı zaman hammadde katılaşır ve dışarıya doğru nanotel olarak büyür. Nanotelin boyu istediğiniz değere ulaşınca, hammaddeyi kesiyorsunuz. Nanotel büyürken hammaddeyi değiştirirseniz, birbirini izleyen bir çok malzemeden oluşmuş bir nanotel üretmiş olursunuz.

Kullanım Yerleri

Nanoteller hala bir laboratuvar maddesidir. Fakat ileride bazı uygulamalarda karbon nanotüplerin yerini alabilir.

Nanotellerle p-tipi ve n-tipi yarıiletkenler oluşturuldu.

İki farklı yolla p-n jonksiyonu (p-n eklemi de demek daha hoş aslında) üretildi: birincisi fiziksel olarak p-tipi tel ile n-tipi tel kesiştirildi. İkinci metod bir teli farklı farklı dopinglerle uzunluğu boyunca doyurarak p-n jonksiyonu üretmek.

Bir çok p-n jonksiyonunu birleştirerek, mantıksal kapılar oluşturuldu.
İleride, nanoteller devredeki küçük bileşenleri birbirine bağlamada kullanılabilir.

Kanser, kalp hastalığı ya da şeker hastalığının iğne ile alınan kan yerine yerine, bir kaptaki tükürüğünüzle teşhis edilen günler yakın!

3 araştırma grubundan oluşan konsorsiyum, insan tükürüğünün proteomunu oluşturduklarını duyurdu. Makale bugün Journal of Proteome Research'te yayınlandı. Araştırmacılar ana tükürük bezlerinin (kulakaltı, çenealtı, dilaltı) ürettikleri tüm proteinleri buldular. Daha önce kan plazması ve terin de proteomları da oluşturulmuştu.

Tükürük testleri yaygınlaşırsa teşhisler daha ucuza halledilebilecek.

Proteom bir organın salgılayabildiği tüm proteinlere verilen genel bir addır.

James E. Melvin, makalenin yazarı, "Önceki çalışmalarda tükürüğün ağzı iyileştirdiğini, sesi yükselttiğini, tat alma cisimciklerini geliştirdiğini, bakterileri ve virüsleri yok ettiği bulunmuştu." dedi. "Bizim ve ortaklarımızın çalışmaları, tükürüğün vücuttaki hastalıkların takibi için yeni bir alet olabileceğini ispatladı. "

İzdüşümlü Optik Desenleme
Fotolitografide en fazla kullanılan metod budur. Bu yöntemde maskedeki desen istenirse aynen ya da küçültülerek direnen malzeme üzerine aktarılır. Tümleşik devre endüstrisinde desen genellikle 4-5 kat küçültülür.

Maskedeki desen merceklerden oluşan sistem sayesinde küçültülür. Maske ile sübstrat arası mesafe, yakınlaşma ile desenlemeye göre oldukça fazladır - yaklaşık 0.5 m.

Değme ve Yakınlaşma ile Optik Desenleme

Değme ile desenlemede, fotomaske direnen malzeme ile temas halindedir. Maske ile direnen malzeme arasında boşluk yoktur.

Bu yöntemin avantajları:
1 - Basit bir süreçtir.
2 - Yüksek çözünürlükte desen elde etmek için uygundur.

Bu metodun problemi ise maskenin bir süre bozulmasıdır.

Üretim bittiği zaman, maske direnen malzemenin üzerinden alınır. İşte bu çıkarma işlemi sırasında maskenin boşlukları direnen malzeme ile dolabilir. Bu durumda ise ilerideki maskeleme işleminde farklı bir desen oluşur. Ayrıca maskenin yüzeyine çeşitli tozlar ve parçacıklar birikerek, maskenin tüm yüzeyinin direnen malzemeye değmesine engel olur bu da tabi ki yanlış desenlerin oluşmasına sebep olur. O yüzden değme yönteminde kullanılan maskeler işlem bitince temizlenmelidir.

Yakınlaşma ile desenlemede, maske ile direnen malzeme arasında küçük bir boşluk vardır. Boşluk, değme ile desenlemede ortaya çıkan hataların oluşumunu engeller. Aslında, değme ile desenleme zannedilen bir çok işlem gerçekte yakınlaşma ile desenlemedir. Çünkü bir yüzeyin diğer bir yüzey üzerine birebir oturması gerçekten çok zordur.

Bu yöntemin dezavantajı ise aradaki boşluğun ayarlanmasıdır.

Bahsi geçen iki yöntemin dezavantajı ise maske üzerindeki desen ile direnen malzeme üzerindeki görüntünün 1'e 1 olmasıdır. 1'e 1 görüntünün dezavantajlarını "NANO 101 - Maskeler" adlı yazımda anlatmıştım.

Litografya (ing. Lithography) taş baskı anlamına geliyor. Basit bir tanım verecek olursak, taş baskı: kireç taşı üzerine yağlı mürekkeple çizilmiş şekil ve yazıların basılmasıdır. Çeşitli yerlerde litografi ve litografya kelimelerinin ikisi de kullanılsa da, TDK Güncel Türkçe Sözlükte litografya kelimesini kullanmış, biz de o yüzden yazılarımızda litografya ve nanolitografya kelimelerini kullanacağız. (bkz)

Nanolitografya ise taş baskı işleminin nanoseviyede yapılmasıdır. Silikon altlık üzerine çeşitli tekniklerle şekil ve desenler çizmektir. Bu teknik günümüzde tümleşik devre yapımında kullanılır.

MIT malzeme bilimi araştırmacılarının deniz salyangozları üzerinde yaptıkları araştırma, pil teknolojisini değiştirebilir. Artık cep telefonunuz düşünce veya suyun içine dalınca bozulmayacak.
Salyongozlardan ilhan alan Angela Belcher, organik ve inorganik bileşenlerden oluşan bileşik akıllı nanomalzemeler geliştiriyor: şeker kağıdına benzer biyolojik, şarj edilebilen piller. 10 yıl önce deniz kulağının kabuğunun %98 kalsiyum karbonattan oluştuğunu ve çok sert olduğunu fark etmiş. Bu inanılmaz malzemeyi deniz kulağı yaygın bir minerali kullanarak yapıyor. Santa Barbara'da doktora öğrencisi iken Dr. Angela'nın deniz kenarına bakan bir ofisi varmış, odasında da büyük bir periyodik tablosu. Birden aklına şu soru gelmiş: "Bizde deniz kulağı gibi proteinlere mineral bağlasak, ama tek çeşit olmasa ne olur? Sonra büyük bir heyecanla hemen önündeki 110 elemente bakmış. Paula Hammond, kimya mühendisliği profesörü, Yet-Ming Chiang, malzeme bilimi ve mühendisliği profesörü, ve Belcher ilk biyolojik nano seviyedeki şarj edilebilir pili ürettiler. Belcher virüsü cobalt oksite tutuncak şekilde değiştirip, pilini virüslere yaptırmış (parasız işçilik (: ) Pil ince film şeklinde, saydam ve verimli. Dr. Belcher masasında kendisi için uğurlu deniz kabuğundan bulunduruyor.
Belcher şimdi de şu soruyu soruyor: "Deniz kulakları kabuklarının molekülleri dış bir etken olmadan birleşiyorlar, peki kendiliğinden onarılan madde yapamaz mıyız?"

Düşünsenize, tabak kırılıyor ama bir kaç saniye içinde tekrar birleşiyor?

Yıllardır kullanılan bir kaba malzemenin tekrar yapılandırılması sonucu ,termoelektrik soğutucular ve güç üreticilerinin performasında %40'a varan artış gözlendi. Bu yöntem, Boston College ve MIT'deki araştımacılara göre, seri imalat için de uygun. Böylece yöntem endüstriyel soğutma uygulamalarında kullanılabilecek. MIT profesörü Gang Chen, "Termoelektrik malzemeler ( sıcaklık farkı olduğu zaman elektrik üreten malzemeler) zaten şu an bir çok alanda kullanılıyor, ama bizim bulduğumuz yöntem daha verimli olduğu için performansta ciddi bir artış gözlendi" dedi.
Araştırmacıların iyileştirdiği malzeme bizmut antimon tellürid. 1950'lerden beri çeşitli alanlarda kullanılıyor, uzay araçları için enerji üretiminden, yazın arabaların koltuklarını soğutmaya kadar. Otomobil sektörü yazın ortaya çıkan bu ısıyı elektriğe çevirip, hibrit arabaların pillerini doldurmayı araştırıyor bile.Şimdi, tüm bu uygulamalar ve daha fazlası, bizmut antimonun 5nm'ye kadar ufalandıktan sonra makro bir yapı oluşuncaya dek birleştirilmesinden dolayı ortaya çıkan %40'lık verimlilik artışı ile mümkün olacak.
Boston College profesörü Zhifeng Ren, "Yöntemimiz çok düşük maliyetli olduğu için, seri imalat için çok münasip" dedi. Yapılan şey sadece bir malzemeyi nanoparçalara ayırıp, sonra tekrar birleştirmek, bu da nanoteknolojik yöntemler sayesinde yapılıyor.
Soğutmak için, bizmut antimon tellürid çubuğunun bir ucu sıcak kısımda, diğer ucu dışarda duruyor. Malzemenin içinden elektrik akımı geçtiği zaman, ısı içeriden dışarıya taşınıyor ve fanlara ihtiyaç duyulmadan soğutulma yapılıyor.
Aynı şekilde, elektrik akımı uçtan uygulandığı zaman da, ısı enerjisi elektrik enerjisine çevrilmiş oluyor.
Normal bir bizmut antimon tellüridle yukarıdaki işlemi denediğiniz zaman, malzemenin ısıl iletkenliği yüksek olduğu için, çok yüksek miktarda kayıp oluyor. Malzemeyi nanoseviyeden itibaren oluştururken araştırmacılar maddenin ısıl iletkenliğini azaltmışlar, böylece bu yüksek ısı kaybı da önlenmiş.

Avusturyalı elektronik baskı üretiminde dünya lideri olan Nanoident, dün Cenk Serdar' "Supervisor Board"(Türkçesini bilmiyorum, bilen varsa paylaşsın)' a kabul etti. Yakın bir zamanda ise MV Holding NANOIDENT ile ortak olmuştu.

Klaus G. Schroeter, Nanoident CEO'su "Mr. Serdarın şirketimize katıldığı için çok mutluyuz, satışlarımızı gitgide artırıyoruz, ve onun işletme tecrübesi de önemli bunu daha da artırmada büyük bir faktör olacak. Onun bilgili rehberliğini ve şirketimizi yarıiletken endüstrisinde lider olmasına devam ettirmek için getireceği yenilikleri dört gözle bekliyoruz. " dedi.

Cenk Serdar şu an Turkcell'de Katma Değerli Servisler Yönetimi'nden sorumlu Genel Müdür Yardımcısı olarak çalışıyor. Bilkent Endüstri Mühendisliği'nden 1991'de mezun olduktan sonra Wharton School of the University of Pennsylvania'da MBA yaptı. Teknoloji ve finansla ilgili birçok şirkette çalıştı.

Ohio State Üniversitesi mühendisleri, jet motorlarını zirkonyum oksitle kaplayıp yüksek derecelerdeki paslanmaları engellemeye çalışıyorlar. Zirkonyum, kum ve diğer paslayıcı malzemeleri kimyasal olarak değiştirip, kanat üzerinde yeni dış bir kaplama meydana getirtiyor. Yani, aslında makina kenidini sürekli yeniliyor.

Bu gelişmeler, motorlar için ısıya dayanıklı yeni malzemelerin üretilmesini sağlayabilir ve bu sayede motorlar daha sıcak iken, daha verimli çalışabilir.

Nitin Padture, Ohio State'da malzeme bilimi ve mühendislik profesörü, projeye başlarken kafasında askeri uçağın lduğunu söylemiş. O zamanlar Connecticut üniversitesinde profesörmüş.

Çölde, kum fırtınaları olduğu zaman, kalkış ve inişlerde kum parçacıkları motora sıkışıyor ve motora zarar veriyor. Aslında sadece askeri uçakta değil, yolcu uçaklarında da aynı durum oluyor.

"Erimiş cam en kötü malzemelerden biri, her şeyi eritebilir." dedi Padture.

Sıvı cam, seramik kaplamanın içine giriyor. Asıl zarar motor soğuyunca gerçekleşiyor, cam esneyemeyen seramik üstünde katılaşıyor. Motor tekrar ısındığında, seramiğin altındaki metal genleşmek istiyor, seramik ise üstündeki camdan dolayı genişleyemiyor, seramik çatlıyor ve motorun ömrü azalıyor.

Acta Materialia dergisinin son sayısında, Padture ve çalışma arkadaşlarının yaptığı yeni bir kaplama, cama kimyasalları emmeye zorluyor ve kimyasalları zararsız, hatta faydalı seramiğe çeviriyor.

Kaplama zirkonyum atomları içinde gizlenmiş alüminyum ve titanyum atomları içeriyor. Cam zirkonyum alınca, alüminyum ve titanyum da almış oluyor. Cam, bu malzemelerden yeteri kadar aldıktan sonra dökme bir maddeden, sabit bir maddeye dönüşüyor ve seramiğe zarar vermeyi kesiyor.

Cam bir manada eski kaplamanın üzerinde yeni bir kaplama oluşturuyor. Cam oluştukça kaplama yenilenmiş olacak.

Yöntem için patent başvurusu yapıldı.

Dipnot: Çalışma grubunda Ayşegül Aygün adlı Türk de var.

California'daki araştırmacılar kendini iyileştiren ve elektrik üreten yapay bir kas ürettiler. Araştırmanın mantığı Japonya'da okyanus dalgalarından elektrik üretmek için kullanılıyor. Geliştirilirse yürüyen robotlar, daha iyi protezler ve hatta cebinizdeki MP3 çaları şarj etme mümkün olabilir. "Kas, elektrik uyguladığınıda %200'den fazla şişiyor"dedi Qibing Pei, Los Angeles, California Üniversitesinde bilim adamı, bir de hareket şekli insan kaslarına çok benziyor. Yapay kaslar uzun zamandan beri var, ama şu ana kadar yapılanlar kendilerini bir zamandan sonra sakatlıyordu. Araştırmacılar, elektrot olarak, tekrar tekrar kullanıldıktan sonra bozulan, genelde metal içeren filmler yerine; çok esnek karbon nanotüpleri kullandılar. Eğer alandaki karbon nanotüp bozulursa, yalıtkan hale gelerek, bozukluğun yanındaki alanlara yayılmasını engelliyor. (elektrik uygulanınca şişiyor çünkü kas)Yapay kasa, bir çok darbe uygulandığı halde, çalışmaya devam etti.

Ayrıca üretilen kas, verdiğiniz enerjinin %30'nu kullanıyor.

Peki kas nasıl elektrik üretiyor? Şiştikten sonra kas gevşeyince, karbon nanotüpler yer değiştirdiği için küçük bir elektrik akımı oluşuyor ve bu elektrik de bir bataryada depolanıyor.

Çalışma Advanced Materials dergisinin Ocak 2008 sayısında çıktı.

Yeşil Kimya biliyorsunuz zararlı malzemelerin kullanımını azaltmayı veya yok etmeyi amaçlayan bir kimya felsefesi.

Aynı şekilde yeşil nanoteknoloji de nanoteknolojinin negatif dışsallık üreten süreçleri çevrenin gelişimini etkilemeyecek şekilde değiştirmektir.

Amacı nanomalzemelerden dolayı insan sağlığına ve çevreye zarar gelme potansiyelini asgari seviyeye düşürmek ve günümüzde varolan sorunları çözebilecek nanoürünler varsa, onların kullanılmasını teşvik etmektir.

Türkiye'deki tekstil sektörünün tarihçesi ve sektör hakkındaki genel bilgiler için tıklayınız.

Yukarıda verdiğimiz bilgilere göre Türkiye'nin sektördeki avantajlarını şöyle özetleyebiliriz:
1-Temel hammaddeler açısından zenginlik
2-Başta Avrupa ülkeleri olmak üzere ana pazarlara coğrafi yakınlık
3-Kalifiye ve eğitimli işgücü
4-Gelişmiş bir tekstil terbiye sanayi olması

Sektörü analiz eden güzel bir yazı. Yazıya göre Türkiye'de 6 milyon kişi dolaylı olarak tekstil ile ilgili. Sektörün Türkiye'ye etkisi büyük, bunu kabul edelim.

Dünya'ya baktığımızda, firmalar arasında ciddi manada bir rekabet var. Bu rekabet yarışına devam edebilmek için firmalar bioteknoloji, nanoteknoloji, ve bilgi sistemlerine yatırım yapıyorlar. Yazının amacı nanoteknolojiyi incelemek olduğu için diğer yatırımları burada incelemeyeceğiz.

1-Nanoteknoloji, emekleme çağında olmasına rağmen, tekstil sektörünün performansını artırabileceğini ispatladı. Performans artınca ürünlerin katma değeri de artıyor. Nanoseviyedeki ilk ticari ürünler tekstilden çıkmıştır. Tekstilin diğer alanlarla işbirliği içerisinde daha "gerçekçi" nanoteknolojik ürünler üretmesi gereklidir.
2-Nanoteknoloji kullanılarak üretilen giysiler genellikle şu özelliklere sahip: daha dayanıklı, su, boya ve yağ emmeyen, daha az yıkanan kumaşlar. Nanoteknolojinin tanımına baktığınız zaman yapılan bu işleri, nanoteknoloji değil de iyileştirilmiş ve geliştirilmiş kimya olarak adlandırmamız daha doğru olacaktır. Çünkü nanoteknoloji , sadece nanoseviyede malzemelerde ortaya çıkan özellikleri kullanmayı gerektiriyor. Yukarıdaki örneklerde malzemenin nanoseviyede çıkan bir özelliğini kullanme yok, hepsinin mantığı bir malzemeyi diğer bir malzeme ile kaplayıp, özellik sayısını artırmak. Ama nanoteknolojiden tamamen uzak işlemler değil, giyilen kumaştan insanlar rahatsız olmasın diye, kaplamaların çok ince yapılması lazım; bu da nanoseviyede kaplama yaparak oluyor.

Aşağıda nanoteknoloji kullanılarak yapılan çeşitli kumaş çeşitlerini vereceğim:
1- İtici kumaşlar (su, yağ, boya vs. - kullanıldığı yerlerde, istenmeyen malzemeleri iten kumaşlar) Örnek firma: Nanotex (Amerika)

2-Koruyucu kumaşlar (elektrostatik boşalmaya, kötü havaya, mermiye, UV ışınlarına, mikroba karşı koruyucu) Örnek firma: Gore-Tex Workwear

3- Emici kumaşlar (nem, kötü koku; benzer şekilde güzel koku salgılayan kumaşlar) Örnek firma: Ciba (İsviçre)

4- Daha dayanıklı kumaşlar

5- Daha hafif kumaşlar

6- Kumaşın içindeki bir aygıt sayesinde üzerindeki elektronik eşyalar için elektrik üretme

7- Bedeni dinlendirme, besleme

8- Kamuflaj (Renk değiştiren kumaşlar)

9- Sensörlü kumaşlar (Vucüddaki arızayı anında algılayıp, en yakın sağlık merkezine sinyal gönderen kumaşlar - şimdilik askeri alanda)


Türkiye'de Nanoteknoloji ve Tekstil

1- Türk askerinin yeni kıyafetleri yukarıda saydığımız özelliklere sahip: 1

2- UNAM nanotekstil üzerine çalışıyor: Ömer Dağ, Mehmet Bayındır, Yüksel İkiz

3- Kelebek mobilya yağ ve kir tutmayan, uzun ömürlü, kuru temizlemeye ve sık yıkamaya da dayanıklı kumaşlar üretiyor.

4- İstikbal nanoiplikler kullanarak, elektromanyetik dalgaları engelleyen kumaş üretiyor. Detaylı bilgi burada.

Google Analytics ile baktığım sonuçlara göre "tekstil ve nanoteknoloji" anahtar kelimesi ile blogu ziyaret eden bir kaç kişi var. Ben de sektörlerde nanoteknolojinin şimdiki durumunu araştırmaya karar verdim. İlk konumuz tabi ki "Tekstil ve Nanoteknoloji".

Şu ana kadar 2 sanayi sektörünü inceledim:

Tekstil ve Nanoteknoloji

Kozmetik ve Nanteknoloji

Bir çok nanoteknolojik araştırma için ortamın kesin derecesini ölçmek gerekiyor. Bu problemi çözmek için nanoteknolojiden faydalanmak mantıklı olabilir. Nanotermometrenin nanotüpten yapılma fikri çok ilginç duruyor. Karbon nanotüpler güzel ama, 600°С 'de buharlaşması uygulama alanını kısıtlıyor.

Tayvanlı araştırmacılar nanotermometre olarak Au/Si alaşımı ile doldurulmuş beta-Ga₂O₃ nanotüpünü kullanmayı teklif ettiler. Böyle bir yapı tek safhada 4nm altın kaplaması olan silikon alttıkta Kimyasal Buhar Biriktirme yöntemi ile elde ediliyor.

Nanotüplerin çapı 70-100 nm, uzunlukları ise birkaç mikron. Nanotüplerin çoğu tek ya da çift yönden kapalı.

Üretilen nanotermometreler 300-800 °С arasında düzgün çalıştı. Isıtılınca alaşım doğrusal bir şekilde yukarı çıktı, soğutulunca da aşağı indi.

Çalışma Applied Physics Letters'da yayımlandı.

Avustralyalı araştırmacı nanotellerin Deep Purple müziği dinletildiği zaman daha yoğun büyüdüğünü gözlemlemiş.

David Parlevliet, Murdoch Üniversitesi doktora öğrencisi, nanotellerden güneş pili yapmayı umduğu için, nanotellerin güneş enerjisini emme kabiliyetlerini test ediyor.

Müziğin büyümeye etkisini araştıran David, karşılaştırma için şu müzikleri kullanmış:

Deep Purple - Smoke on the Water
Chopin - Nocturne Opus 9 No 1',
Josh Abraham - Addicted to Bass
Rammstein - Das Modell
ABBA - Dancing Queen
ABC'deki Dr Karl'ın radyo programını bile kullanmış.

En yoğun dizilimi Deep Purple'da (aşağıdaki resim), en az yoğunluğu ise Rammstein'de gözlemledi.

Müzik daha kaliteli nanotel ürettiremedi.

Kemik iyileşmesi uzun ve zahmetli bir iş. Şu an için en etkin yöntem alçı veya cebire ile kemiğin doğru pozisyonda durmasını sağlamak. Bu yöntemle bir kemiğin iyileşme süresi 6 hafta sürüyor, bu bayağı uzun bir süre ve hasta için çok rahatsızlık verici bir durum. Grup karbon nanotüplerin bu süreci hızlandırabileceğini düşünüyor.

Zarar görmüş fare kemiklerine karbon nanotüp konulduktan sonra araştırmacılar, iyileşmenin hızlandığını ve iltihapların da azaldığını gördü. Yeni oluşan kemik analiz edildikten sonra karbon nanotüplerin kemik matrisi ile bütünleştiğini görüldü. Karbon nanotüpler yeni kemik dokusu için bir nevi başlangıç noktası gibi görev yapıyor.

Bu araştırma karbon nanotüplerin daha önce hiç bilinmeyen bir özelliğini de ortaya koymuş oldu: biyolojik yapıtaşı malzeme üretiminde yardım.

Industrial Nanotech, Inc. , nanoteknolojide bir dünya lideri, Nansulate adlı enerji tasarrufu sağlayan boyalardan 10 konteynerinden ilkini Türkiye'ye gönderdi. Türkiye'de Kolorgen adlı şirket Industrial Nanotech'in distribitörlüğünü yapıyor. Ürün DEBA'da (Denizli Basma ve Boya Sanayi A.Ş) uygulanacak. Boya tekstil fabrikasında enerji tüketimini azaltacak ve paslanmaya karşı makinaları koruyacak. Siparişler gelmeye devam edecek ve her ay bir konteynerin parası ödenecek. siparişin toplam maliyeti $1,071,000. Dr. Bilgin, Kolorgen Ltd müdürü, “DEBA'da bu boya sayesinde yıllık enerji tasarrufu minimum $1,000,000 olacak" dedi. Bu ürün daha önce birkaç tekstil fabrikasında uygulandı, sonuçlar şöyle: Henateks, büyük tekstil fabrikası boyayı paslanmaya karşı kullandı: Nisan 2007 itibari ile kaplama işlemi bitti ve 2007 yılı için 15.5% doğalgaz tasarrufu yapıldı, parasal olarak $600,000'a tekbül ediyor. Boyaların tamamen etkisini göstermesi ile bu karın %20'ye çıkması hedefleniyor. Boya maliyetini 7 ayda telafi ediyor.
Keyteks Tekstil kaplamayı ısı eşanjörü ve boya makinelerinde kullandı. Zamandan %25 tasarruf edildi. Böylece verimililik arttı. Enerji açısından %20, maliyet açısından %10 kar sağlandı.

Kaynak: 1

Şirketin ürünleri Türk medyasında önceden yer alan haberleri: 1 2

Şimdi şu soruyu soralım: Neden bir Türk firması da buna benzer, hatta uygulama alanı daha geniş bir kaplama üretmesin? Yukarıda da gördüğümüz gibi firmalar tasarruf ediyor ama bu kaplama bir Türk firmasında üretilse çok daha farklı olur. En azından para ülkemizde kalır. Buyurun, 10 ay içinde 1.000.000 $ bir boya için yurtdışına gidecek. Ürettiğiniz giysilerin ne kadarı ile bu parayı kazanabilirsiniz? Temennimiz, bir Türk Boya şirketinin de bu işi yapabilmesi. İlerisi hakkında fikir verecek olursak, bu boyayı kullanmayan şirketler ayakta kalamayabilir. Her şirket bu boyadan almak zorunda kalabilir, tekstilde dışa bağımlı olabiliriz. Bunları, artık Türkiye'nin işi bitti, her alanda dışa bağımlı olacağız, artık bizden bir şey olmaz demek için yazmıyorum. Ayağımızı denk almamız için yazıyorum. 10 bilim adamı,üniversite öğrencisi, sanayici bu amaç birleşse bir şeyler ortaya koysa; Türkiye için çok faydalı işler yapabiliriz. En kötü ihtimalle hiç bir şey yapamayız, zaten birleşmesek hiçbirşey olmayacaktı; en azından birleşince bir ihtimal doğuyor.

Karbon Nanotüp Çeşitleri
Tek Katmanlı ve Çok Katmanlı Nanotüpler
Hatırlayın, nanotüpler grafin yüzeyinin katlanması ile oluşur demiştik. Üst üste bir kaç grafin yüzeyini koyup katlarsanız ne olur? İç içe geçmiş karbon nanotüpler elde edersiniz. Bu tip nanotüplere çok katmanlı nanotüpler (ÇKNT) denir.

Bir tek grafin yüzeyini kıvırarak ise tek katmanlı nanotüp (TKNT) elde edilir. TKNT'lerin çapı genellikle bir nanometredir ve iki ucu da kapalıdır.

TKKN'lerin Katlanışına Göre Çeşitleri: Zikzak, Koltuk, Kiral
Kağıt katlama olayına geri dönelim. Bir kağıdı aslında çok farklı şekillerde katlayabilirsiniz. Görmek istiyorsanız elinize bir kağıt alın ve deneyin, eminim bulacaksınız!

Bu sınıflandırma işte bu katlama farklılığından dolayı yapılmış.

Şimdi bu katlama olayına bir de yakından bakalım.


Yan taraftaki altıgen parçalar grafin yüzeyindeki karbon atomunu temsil ediyor. c vektörüne dik vektör yüzeyin kıvrılma eksenini gösteriyor. Kolaylık açısından bir deher karbon atomuna bir numara verilmiş. c vektörünun ucu nerede ise karbon nanotüpün adı da o oluyor. Mesela resimdeki nanotüp bir (2,2) nanotüpü.

Bu iki indis genellikle (n,m) şeklinde gösterilir. n=m ise, nanotüpümüz koltuk tipidir, m=0 ise, zikzak tipidir, geri kalanlar ise kiral tipindedir.







Yandaki resimde her 3 tip nanotüpü de görebilirsiniz.

Sizlere bugün nanoteknolojik araştırmalarda çok kullanılan bir başka taramalı uçlu mikroskop çeşidini anlatacağım: atomik kuvvet mikroskobu (AKM) ya da taramalı kuvvet mikroskobu. İngilizceleri de sırasıyla "atomic force microscope" ve "scanning force microscope".

Bu yazı da sadece bu mikroskoba has özelliklerden bahsedeceğim. O yüzden, eğer taramalı uçlu mikroskoplar namına bir şey bilmiyorsanız şu yazıma göz atmanızı tavsiye ederim. Yazıda anlamadığınız kısımları yorum kısmında belirtirseniz, o kısımları daha açıklayıcı biçimde tekrar yazarım.

Genel Bilgiler
Binnig, Quate ve Gerber tarafından 1986 yılında üretildi.
Aletin ismi mikroskop, ama aslında bildiğimiz mikroskoplar gibi değiller. Nedeni ise şu: orta okulda veya lisede biyoloji dersinde mikroskop kullandıysanız bilirsiniz, mikroskopla bir cismi gerçekten görebilirsiniz, ama atomik kuvvet "mikroskobu" ile bir cismin ya da yüzeyin nasıl olduğunu öğrenebileceğiniz bir resim görebilirsiniz. Yani gerçek manada bir atomu göremezsiniz, ama atomların nasıl dizilidiğini anlayabilirsiniz. Bu önemli bir husus.

Çalışma Prensibi
Sivri uç yüzeyi tarar ve yüzey ile arasındaki kuvvet ölçülür. AKM'de sivri uç için manivela kelimesi tercih ediliyor, biz de onu kullanacağız.














Bir AKM Manivelası





Hatırlarsanız, 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. Manivela ile yüzey arasında eğer uzaklık çok fazla ise yüzey manivelayı çeker, bu çekici moddur. Çekici modda iken manivela ve yüzey arası uzaklık 10-100 Angström arasıdır, atomik kuvvet değeri ise 10^-12 Newtondur. Eğer uzaklık 10 Angströmden az ise, itici moda geçilir. İtici modda iken manivela yüzeyle temas halindedir. Atomik kuvvet değeri ise 10^-6 ila 10^-7 Newton arasındadır, 10^-9 bile olabilir. (Resimden de faydalanabilirsiniz.)



Yandaki resme bakarsanız, manivelanın (sivri uç) biraz eğildiğini görürsünüz. İşte bu eğilme miktarına göre atomik kuvvet ölçülür. Eğilme miktarının nasıl ölçüldüğünü aşağıda açıkladım meraklanmanıza gerek yok.

Manivelayı bir yay gibi düşünebiliriz, lise fiziğinden biliyoruz ki yay sabiti ne kadar düşükse yay o kadar hassastır. Mikroskobun hassas olması için kullanılan manivelaların da düşük yay sabitine sahip olması lazımdır. En fazla kullanılan malzemeler silikon, silikon oksit, silikon nitritdir. Üretiminde fotolitografik teknikler kullanılır. Fotolitografik tekniklerden ise şurada bahsetmiştim.


İtici modun çekici moda göre avantajları:
- Manivela yüzeye değmediği için yumuşak alanlarda (biyolojik sübstratlar gibi) kullanılabilir.

Çekici modun itici moda göre avantajları:
- Çözünürlük yüksek. Atomik seviyede görüntüler bu modda elde edilir.

Bazen de itici ve çekici modun birleşimi bir modda kullanılır: tıklatma modu. Bu modda ise manivela yüzeye dokunup, çekilir; bir nevi tıklatma hareket yapar. Bu sayede çekici moddaki yüzey hasar sorunu bir nevi çözülmüş olur, hem de yüksek çözünürlüklü görüntüler elde edilir.

Aynen TTM'de olduğu gibi AKM'de de bir başka iki mod vardır: sabit yükseklik, sabit kuvvet. İlk modda manivela ile yüzey arası mesafe sabit tutulur ve kuvvetteki değişim esas alınır, geri bildirim sistemi vardır. İkinci modda kuvvet sabit tutulacağı için mesafe değişir, bu mesafe değişimine göre görüntü oluşturulur, geri bildirim sistemi yoktur.

Eğilme miktarı nasıl ölçülür?
AKM ilk üretildiğinde manivelanın üstünde TTM'de kullanılan bir sivri uç kullanılıyordu. Manivela ile bu sivri uç arasındaki tünelleme akımındaki değişime göre hesaplamalar yapılıyordu. Bu süreç biraz zordu ve her zaman istikrarlı bir ölçüm alınamıyabildiği için artık kullanılmamaktadır.

Günümüzde optik metodlar kullanılmaktadır. (resimdeki sistem) Bu yöntemde manivelanın üstü bir metalle kaplanır ve ayna haline getirilir. Daha sonra lazerden demetler gönderilir. Yansıyan demetler iki fotodiyottan oluşan bir sisteme çarpar. Eğer manivelanın konumu değişmiş ise bir diyot daha fazla akım üretir, akımdaki bu değişime göre manivelanın sapma değeri belirlenir.


TTM'ye göre avantajları
- Görüntüleme kuvvete bağlı olduğundan, mikroskop hem iletken hem de yalıtkan yüzeylerde kullanılabilir. Oysa, TTM'lerde görüntü akıma bağlı olduğundan , sadece iletken yüzeylerden görüntü alınabiliyordu.
- Sübstratın 3 boyutlu profilini gösterir. TTM ise 2 boyutlu profiini gösterebilir.
- Daha ucuzdur. (ama o kadar da ucuz değildir )
- Açıkhavada ve sıvı ortamda çalışabilir, TTM vakumlu ortamda çalışabilir. Bu yüzden biyolojik sübstratlarda AKM kullanılır.

TTM'ye göre dezavantajları
- Daha yavaştır.
- Resim büyüklüğü maksimum 150 x 150 olabilir. TTM'de ise milimetre uzunluğunda ve genişliğinde resimler elde edilebilir.
- Dikey menzili kısıtlıdır. Çok yüksek yüzeyler taranamaz.
- Çözünürlüğü daha düşüktür.

Uygulama Alanları
- Görüntüleme - Yüzeylerin topografik görüntüleri oluşturulur.
- Hissetme - Bazı malzemelerin ortamda olup olmadığını anlamaya yardımcı olur.
- Atom yer değiştirmesi - Yüzeydeki atomların yerleri ile oynanabilir.
- Ölçme - Malzemenin karakteristik bir özelliğini hakkında bilgi toplama.

Ek Bilgiler
1- Türkiye'de NanoMagnetics adlı şirket AKM üretmektedir.

2- En son ise sizlere bir kaç gerçek AKM resmi göstermek istedim. Aletleri UNAM'dan seçtim.
UNAM'da 2 adet AKM bulunmaktadır.

1- PSIA Marka AKM



















2- Asylum Marka AKM

İstikbal, elektromanyetik dalgalarını %98.5 oranında engelleyen nanoteknolojik kumaş geliştirdi. Kumaşın hem ev ürünlerinde hem de endüstride kullanılması düşünülüyor.

Şirket Kayseri'deki birimlerinde sağlığa zararsız nanoteknolojik kumaş üretmek için çalışıyordu. Ama projeden beklenmedik sonuçlar çıktı, elektromanyetik dalgaları engelleyen kumaş üretildi. Ürünün inşaatta, askeriyede de kullanılması düşünülüyor.

"Biocare" adlı kumaş cep telefonu, mikrodalga fırın, mikrofon, kablosuz iletişim araçlarından gelen elektromanyetik dalgaları engelliyor. TÜBİTAK kumaşın 500 kHz ile 6 gHz arası dalgalarını %98.5 oranında engellediğini tescilledi. Alman Hohenstein Institute ise kumaşın bakterileri %99.95 oranında azaldığını tescilledi.

Kumaşın adının neden Türkçe olmadığına ise şöyle cevap verilmiş: "care" hem Türkçe, hem İngilizce bir kelime. Türkçe - çare, İngilizce care ise bakım manasında.
Proje kapsamında, 130 farklı kumaş üretildi ve bir çok kuruluş tarafından kontrol edildi. Ulusal Elektronik ve Kriptoloji Araştırma Enstitüsü (UEAKE), TÜBİTAK Bursa Test ve Analiz Laboratuvarı (BUTAL), Ege Üniversitesi, Fatih Üniversitesi, Erciyes Üniversitesi, Avrupa Endüstriyel Matematik Okulu ve Teknoloji Merkezi (ESIM) bunlardan bazıları.Dün bir basın toplantısı düzenleyen Memduh Boydak, kumaşı 1 Mayıs'tan itibaren yatak ve yorganlarda kullanacaklarını söyledi. Bu kumaşla üretilen ev ürünleri Türkiye dışında ilk olarak ABD'deye gönderilecek. Ev ürünleri dışında üretilen malzemeler - askeri alan gibi - sadece Türkiye'de dağıtılacak. 20 farklı sektörden temsilcilerle BioCare'in hangi alanlarda kullanılabileceği görüşülüyor. Boydak, ürettikleri kumaşın iletişim kabloları, hamile kıyafetleri ve binlerce başka üründe kullanılma kapasitesi olduğunu söyledi.
İstikbal, Türkiye'de AR-GE'ye en fazla bütçe ayıran ve bir çok patenti bulunun bir şirket. Şirket AR-GE'ye geçen yıl $12.5 million ayırdı, bu yıl ise $15 milyon ayırmayı düşünüyor.
Ek Bazı Bilgiler:
-Kumaş, İstikbal'in Kayseri'deki yüksek teknolojiye sahip fabrikalarında üretilecek.
-Kumaş 150 kişinin 1 yıl boyunca çalışması sonucu geliştirildi. (Bazı kaynaklar 100 diye de belirtmiş)
-Kumaş hiç bir kimyasal içermiyor, rahatlıkla yıkanıp, ütülenebiliyor.
-Kumaş nanofiberler kullanılarak özel bir örgü yöntemi ile dokundu.
Araştırmacıları kutluyoruz ve yeni ürünler geliştirmelerini umuyoruz.
 

Bir çok Avrupa enstitüsü ile işbirliği içindeki Amerikan Enerji Bakanlığı Argonne Ulusal Laboratuvarı araştırmacıları yeni bir madde çeşidi buldu: süperyalıtkanlar. Bu buluş yoğun madde fiziği ve yeni nesil mikroelektronik alanlarında çok büyük rol oynayacak.







Argonne bilim adamı Valerii Vinokur ve Rus Tatyana Baturina tarafından yönetilen, Argonne, Almanya, Rusya ve Belçika'dan araştırmacıların bulunduğu uluslararası bir takım, ürettikleri titanyum nitrit ince filmini mutlak sıfıra getirip dondurdu. Malzemeden akım geçirmeye çalıştıklarında ise direncin belirli bir sıcaklık değerinin altında iken (eşik derece) 100.000 kat arttığını gözlemlediler. Dirençteki aynı değişim, dış manyetik alan düşürülünce de gözlemlendi. "Titanyum nitrit filmleri ya da diğer malzemelerden üretilen filmler kalınlıklarına göre süperiletken ya da süperyalıtkan oluyorlar. Siz yalıtkan olma taraftarı bir filmin sıcaklığını ya da manyetik alanını düşürürseniz, bir süperyalıtkan elde diyorsunuz." dedi Vinokur. Süperiletkenler gibi, süperyalıtkanlar da ürünlerde kullanılması düşünülüyor, örneğin devreler, sensörler ve pil kaplamaları. Günümüzde bir pil hava ile temas halinde bırakılırsa, içindeki yükler belli bir süre sonra boşalır. "Süperiletkenlerin akımı sonsuza dek geçirdiği gibi, süperyalıtkanlar da yükleri sonsuza kadar muhafaza ediyor." Pilleri süperyalıtkan ile kaplarsanız, sonsuza dek yükler pilin içinde kalır.
Ayrıca, bilim adamları süperiletkenleri süperyalıtkanlarla kaplayıp, neredeyse ısı kaybı olmadan elektrik iletimini sağlayan tel üretmeyi başardılar. Bu tellerin minyatürleri elektrik devrelerinde kullanılabilir. Çalışmayı anlatan makale 3 Nisan Nature dergisinde yayınlandı.

San Francisco 2008 MRS Bahar toplantısı 28 Mart'ta bitti. Bu yıl beşincisi düzenlenen "Sanat Olarak Bilim" adlı yarışmada dereceye giren resimleri sizinle paylaşayım dedim. Ödül töreni görüntülerine şuradan ulaşabilirsiniz.

Resimlerle ilgili yorumlarınızı bekliyorum arkadaşlar...




















Atlayıcı
Yeşil kısım taramalı elektron mikroskobunun ucu. Bir önceki kullanıcıdan kalan monodispers polistiren kürecikleri, ucun üstünde insan figürü oluşturmuş. Mikroskop ucunun ne olduğunu bilmiyorsanız şu yazımıza bakabilirsiniz.

Çeken kişi: Georff Brennecka, Sandia National Laboratories
Derecesi: İkincilik





















Çin Tablosu
Bir Taramalı Tünelleme Mikrospu resmi. ZnO nanoiğnesi ile renklendirilmiş. Nanoiğneler bir Çin tablosundaki güzel dağlar gibi gözüküyor.

Çeken kişi: Hui Ying Yang, Nanyang Teknoloji Üniversitesi, Singapur
Derecesi: İkincilik



























Big Bang
Tek bir Au(001) kristalinin Atomik Kuvvet Mikroskopu görüntüsü.

Çeken kişi: Violeta Navarro, Universidad Complutense de Madrid
Derecesi: İkincilik




















Ayçiçeği Tarlası
Amorf SiOx nanotelleri kendiliğinden değişik şekiller oluşturabiliyorlar. Resimde de bu şekillerden birini görüyoruz. Nanoteller bu sefer bir ayçiçek şeklini almış. Nanotellerin yoğun olarak biriktiği yerler çiçeklerin ortasını; seyrek biriktiği yerler ise sarı yapraklarını oluşturmuş.
Bu da bir Taramalı Tünelleme Elektron Mikroskobu resmi. Normalde siyah beyaz olan resim, yazılım kullanılarak renklendirilmiş.

Nanoteller silikon ve oksijenin reaksiyonu sonucu oluşmuş. Nanotellerin uzunluğu yaklaşık birkaç mikrometre, çapları ise yaklaşık 10 nm.

Çeken kişi: S.K. Hark, Hong Kong Çin Üniversitesi
Derecesi: Birincilik























Peyzaj Tablosu
Bu ise ince organik film dizinin fotoğrafı. Bu ince filmin bazı kısımları çite, dağlara, şafak vaktindeki güneşe, göle benzemiş.

Çeken kişi: Zihong Liu, Stanford Üniversitesi
Derecesi: Birincilik




































Cehennem
Bu resme böyle bir isim verilmesi hoşuma gitmedi açıkçası. Görüntü geçirimli Elektron Mikroskobu ile elde edilmiş. Resimdekiler NiTi mikrodirekleri.

Çeken kiş: Blythe Gore Clarkk, Max-Planck-Institut für Metallforschung
Derecesi: Birincilik

Nanoteknolojinin biraz da hayvanlara olan etkisini inceleyeleyelim dedim bugün. Buyrun...

Nano Pet Products, LLC, şirketi, Dünya çağında evde hayvan besleyen kişilere daha temiz ve sağlıklı ürünler ulaştırmak için kurulmuş.

2 kategoride ürünleri var: The Dog Gone Smart™ Bed, Dog Gone Smart™ Wear.

The Dog Gone Smart™ Bed

Basitçe köpek yatağı diyebiliriz. Ama nanoteknoloji sayesinde bildiğimiz köpek yataklarından farklı özelliklere sahip. Bu yataklar zararlı madde içermiyor, çevre dostu ve Bluesign® 'dan onaylı. Bluesign ise uluslararası bir veritabanı. Bu veritabanında insan sağlığını tehdit etmeyen, çevre dostu kimyasallar kayıtlı. Tekstil üreticileri bu veritabanından faydalanarak ürün geliştiriyorlar.

Yatağın özellikleri ise şöyle:
- ActiveSilver içerdiği için, köpekten gelen virüs bakteri ve kokuyu yok ediyor.
- Kendiliğinden temizleniyor.
- Köpeğin hırçın hareketlerinden oluşan aşınmaya karşı dayanıklı. (Parçalanamıyor herhalde
- NanoSphere şirketinin ürettiği kumaş kullanılmış. NanoSphere'in kumaşlarını kullanan diğer firmalar: Polo Ralph Lauren, Adidas, North Face, Quicksilver, Canada Goose, Cloudveil, and Hugo Boss.
- Kullandığı kumaştan dolayı leke oluşmuyor. (Yağ damlalarını itiyor.)
- 60 kere yıkanmaya kadar bu özelliklerini muhafaza ediyor.
- Normalden 6 kat hızlı kuruyor.

Şu an için şirketin 22 The Dog Gone Smart™ Bed çeşidi bulunuyor. Yuvarlak, dikdörtgen, simit, küfe şekilleri mevcut. Hepsinin 5 ayrı renk seçeneği var.

Fiyatlar $24.95 ilâ $129.95 arasında değişiyor.













Dog Gone Smart™ Wear

Bu ise köpek giyeceği. Özellikleri yatak ile hemen hemen aynı. Gene de zikretmekte fayda var.

- Sıvıları ittiği için, leke tutmuyor.
- Kirlenmiyor. (NanoSphere kumaşı)
- Aşınmaya karşı dayanıklı, uzun süre giyilebiliyor.
- ActiveSilver içerdiği için 1000 çeşit bakteriyi öldürebiliyor, köpek kokusunu yok ediyor. Bu maddeden köpeğin derisi etkilenmiyor.
- 100% pamuk, yumuşak bir giysi.
- 60 kere yıkanmaya kadar bu özelliklerini muhafaza ediyor.
- Normalden 6 kat hızlı kuruyor.

Dog Gone Smart™ Wear 'in fiyatı ise $35 ilâ $65 arasında. 2 farklı boyut ve 4 renk seçeneği var.

Burada da bu giysiyi giymiş mutlu bir köpek görüyoruz



















Nasıl Satın Alabilirim

1- ABD, Kanada, Avustralya ve Japonya temsilcilikler var. Temsilciliklerin adresine şuradan ulaşabilirsiniz.

2- Online Ticaret Sitelerinden:

www.pamperyourdog.com
www.beyondbeds.com
www.allpetfurniture.com
www.showeryourpets.com
www.smartpak.com

Boeing şirketi hidrojen yakıt pilleri ile çalışan insanlı uçağın testlerini başarı ile bitirdiklerini açıkladı. (03.04.2008 - Basın toplantısı) Bu insanlık havacılık tarihinde bir ilk.

İki kişilik Dimona, 16.3 meterlik kanat genişliğine sahip pervaneli bir uçak. Diamond Aircraft Industries of Austria tarafından üretildi, BR&TE tarafından yakıt pili ve lityum pilinden oluşan hibrit sistemi yerleştirildi.

Şubat ve Mart 2008'de Ocaña (İspanya) semalarında 3 tane test uçuşu yapıldı. Testler sırasında uçak deniz seviyesinden 1000 metre yükseğe çıktı. Uçuş sırasında, pil gücü ve hidrojen yakıt pilinden üretilen elektrik kullanıldı.

Yeterli yüksekliğe ulaşılınca pillerle bağlantı kesildi, pilot saatte 100 km hızla 20 dakika boyunca sırf yakıt pilinden gelen elektrikle çalıştı.

Aşağıdaki linklerden uçuşun videosunu izleyebilirsiniz. Düşük kalite Yüksek kalite

G.Binnig ve H.Rohrer tarafından 1981'de bulundu. Bu buluşlarından dolayı 1986 Nobel Fizik Ödülünü kazandılar.

Bu mikroskop genellikle bir yüzeyin karakteristiği öğrenmek istenildiğinde kullanılır. Yanal çözünürlüğü 0.1 nm, derinlik çözünürlüğü 0.01 nm olan TTM'ler iyi çözünürlüklü sayılırlar.

İngilizcesi: Scanning Tunneling Microscope'dur.




















TTM'nin şeması


Önemli Kavramları Tanıyalım:
1- Piezoelektronik Tarayıcı (Elektrotlu piezoelektronik tüp):
Önce piezoelektrik etkinin tanımını yapsak daha hoş olur diye düşünüyorum: cismin uçlarına stres uygulandığı zaman, elektrik yükleri oluşuyorsa; ya da cisim elektrik alanına sokulduğu zaman, cisim üzerinde bir stres oluşturulabiliyorsa bu cisim piezoelektroniktir. Uygulanan voltaja göre uzayıp, kısalabilir. Bu tüp ile yüzey taranır.

2-Mesafe koruma ve tarama birimi:
Bu geribildirim mekanizması ile sivri ucun sübstratla arasındaki mesafenin değişmemesi sağlanır. Uç mesafeyi korumak için yukarı çıkarsa, bu bilgi sayesinde bölgede bir tümseklik olduğunu anlarız. Benzer şekilde, uç aşağı inerse - çukur, sabit kalırsa - düz bir yer olduğunu anlarız. Topografik görüntü sivri ucun hareketi sonucu bilgisayarda görülür.

3- Tünelleme akımı:
Kuantum mekaniğinde tünelleme diye bir kavram var. Bunu basitçe şöyle anlatabiliriz: Normalde bir parçacık potansiyeli yüksek bir engeli aşamaz (mesela top duvarın içinden geçemez), ama kuantum fiziğinde bu mümkün. İşte bu geçebilme özelliği tünelleme olarak adlandırılıyor.

İki iletken biribirinin çok yakınına konulursa, aralarında bir akım geçişi olur. Yani sivri uç ve yüzey arasında bir akım geçişini bu özellik sayesinde görüyoruz.

4- Sivri Uç
Genellikle volfram ya da platinyum-iridyum kullanılır. Karbon nanotüpler kullanılmaya başlanmıştır.


















Volframdan yapılmış bir sivri uç.




5- Bilgisayar
Elde edilen görüntüye buradan ulaşılır.


Çalışma Prensibi
Sivri bir tünelleme etkisinin gözlemlendiği mesafeye kadar indirilir. Tünelleme sağlanınca, sivri uçla yüzey taranır. Ucun yüzeye olan uzaklığının, konuma göre fonksiyonu çizilirse topografik bir görüntü elde edilir. Uç ile yüzey arası mesafe, aralarına voltaj uygulandığı zaman oluşan elektrik tünelleme akımı sayesinde ölçülür.




2 çeşit anlayış vardır: sabit akım, sabit yükseklik.

Sabit akımda uç ile yüzey arası mesafe sabittir. Bu ise geribildirim sistemi sayesinde sağlanır.
Sabit yükseklikte ise geribildirim mekanizması yoktur. Sivri uç ilk başta belirlenen yükseklikte bütün yüzeyi tarar ve tünelleme akımını ölçer. Akımdaki değişime göre yüzeyin topografik görüntüsü çıkarılır. Akım azalırsa, demek ki uç ile yüzey arası mesafe artmıştır, o zaman yüzeyin bu kısmı çukurdur. Benzer şekilde, akımın arttığı yerde yükseklik vardır.

Sabit yükseklikte, sivri uç yüksek bir bölgeye geldiği zaman, yüzeyi zedeleyebilir. Fakat, sabit yükseklikte elde edilen görüntülerin çözünürlüğü yüksektir ve daha hızlıdır. O yüzden, yüzey başta sabit akım modunda tarandıktan sonra bir de sabit mesafe modunda taranırsa daha güzel görüntüler elde edilebilir. Başta sabit akımla taramamızın nedeni, sivri ucun yüzeye zarar vermesini engellemek. Sabit akımla taradıktan sonra, uç ile yüzey arasındaki mesafeyi, yüzeye zarar vermeyecek şekilde ayarlayabiliriz.

İki mod arası farkı resimden de görebilirsiniz.


Uygulama Alanları
Yüzeydeki atomların yerlerini değiştirmek.
Bir bölgenin elektronik durumu hakkında bilgi toplanır.
Metal yüzeylerin 3 boyutlu görüntülerini oluşturmak.
Yüzey pürüzsüzlüğünü ölçmek.
Yüzeydeki bozuklukları bulmak.


Kısıtlamaları
Sadece iletken yüzeylerde kullanılabilir, çünkü ölçüm akım varlığında oluyor.
Taranan yüzey çok temiz olmalıdır.
Sivri uç, olabildiğince sivri olmalıdır.
Tarama yapıldığı için yavaş bir süreçtir.
Elde edilebilecek maksimum görüntü büyüklüğü küçüktür.


Değişik tarama tünelleme resimlerine buradan ulaşabilirsiniz.

Stanford Üniversitesi Tıp Fakültesi araştırmacıları, canlı organizmalardaki tümörleri metrenin trilyonda biri netlikte görüntüleyen bir sistem geliştirdiler.

Sanjiv Sam Gambhir, radyoloji profesörü , Raman spektroskopisinin, moleküler görüntüleme tekniklerine ekleneceğini söyledi. Makale Proceedings of the National Academy of Sciences dergisinin 31 Mart'taki online dergisinde yayınlandı.

Bu yöntem bundan önceki hiç bir görüntüleme yöntemine benzemiyor. Prof. Gambhir Raman spektroskopisinin sinyallerinin diğer yöntemlerdeki sinyallere nazaran daha kuvvetli ve uzun süreli olduğunu, ayrıca bu yöntemde kullanılan parçacıkların tek seferde bir çok moleküler hedef hakkında bilgi toplayabildiğini belirtti. Şu an genellikle 1 ya da 2 şeyi aynı anda ölçülebiliyor, ama bu teknikle bu sayı 10,20,30'a çıkabilecek.
Gambhir, Raman spektroskopisinin vücud içi görüntülenmesinde ilk kez kullanıldığını düşünüyor. Görüntüleme şöyle gerçekleşiyor: vücudun içine ışıldak görevi gören nanoparçacıklar enjekte ediliyor. Vücudun dışındaki bir kaynaktan lazer ışını gönderildiği zaman, bu parçacıklar vücud içinden sinyaller salıyor. Sinyaller toplanıyor ve ışıldak parçacıkların yeri hakkında bilgi toplanıyor. Parçacıklar vücud içinde kaldığı sürece sinyal üretme kabiliyetlerini yitirmiyor. Prof. Gambhir bulduğu tekniği, günümüzde bir çok hastenede yapılan tomografiye benzetiyor. Tomografi bundan 20-30 yıl önce bulunmuştu ve ilk çıktığında kimsenin dikkatini çekmemişti. Prof. Gambhir bulduğu tekniğin 15-20 yıl içerisinde yaygınlaşmasını bekliyor. Tekniğin kanser tedavisinde de etkili olması düşünülüyor. Kanserlenmiş dokuya çok daha net bir şekilde odaklanılacak, zararlı dokunun yeri belirlenecek, o doku tedavi edilecek. Böylece sağlıklı doku zarar görmeyecek. Kurunun yanında yaş yanmayacak Günümüzde ise çok küçük bir bölgedeki hücrelere tam net bir şekilde ulaşılamadığından, tedavi sırasında sağlıklı hücreler de zarar görüyor.

Yeni metod, Intel'in geleneksel AR-GE gününde gösterildi. Bu yöntem Moore kanunun, önümüzdeki on yılda geçerliliğini koruyacağını gösteriyor.

Litografik teknikler 60'lı yıllardan beri işlemci yapımında kullanılıyor. Litografyada sorun şu: oluşturacağınız desen küçüldükçe, maskenin direnen malzeme üzerinde oluşturduğu şekilde bozulmalar oluyor. Misal, dikdörtgen oluşturmak isterken, oval bir şekil oluşuyor. Bunun için günümüzde orijinalden farklı maske yapılıp, düzgün şekiller oluşması sağlanıyordu. Ama artık bu yöntem de, yani optik yuvarlama tekniği de yetersiz kalıyor.

Yeni yöntem ile desen piksel piksel oluşturuluyor. Maske aslında cam üzerinde yanyana açılmış küçük küçük delikler. Maske tamamen saydam, desen anca ışık tuttuğunuzda gözüküyor.

Intel bu yöntemle 65 nm'lik bir örneği üretti, sırada 45 nm'lik örneği yapmak var. Şu videoda ise yeni maskenin görüntülerine ulaşabilirsiniz.
















Soldaki resim oluşturulan desen, sağdaki resim ise piksellenmiş litografyada kullanılan maske. Kırmızı noktalar camdaki delikleri temsil ediyor.

Yıllardır, bilim adamları gümüşün sadece zararlı bakterileri öldürdüğünü düşünüyorlardı ve bu bilgiden dolayı da antimikrobiyel ürünlerde gümüş nanoparçacıkları kullanılıyordu.

Missouri Üniversitesi, İnşaat ve Çevre Mühendisliği Doçenti Zhiqiang Hu, gümüş nanoparçacıkların kanalizasyonlarda amonyağın temizlenmesi ile görevli yararlı bakterileri öldürdüğünü buldu. Gümüş nanoparçacıklar çok zararlı ve bakteri üremesini durduruyor.





İnternet üzerindeki nano ürün kataloğunda, nano gümüş en fazla üründe bulunan nanomalzeme: koku oluşturucu bakterileri öldüren ve bu sayede kokmayan çoraplar, gümüş nanoparçacık salan çamaşır makineleri bu ürünlerden bir kaçı. Kendimiz için faydalı ürünler, aslında çevreye zarar veriyormuş. Bu ürünler yaygınlaştığı için, nanogümüş parçacıkları lağım suyuna, kanalizasyonlara oradan da nehir ve okyanıslara karışacak.





Hu, bir sonraki çalışmasında gümüş nanoparçacıkların hangi orandan sonra, zararlı hale geldiğini bulmaya çalışacak. Ayrıca, gümüş nanoparçacıkların su arıtma sürecini nasıl etkileyeceğini de belirleyecek. The Water Environment Research Foundation, Hu'ya nanoparçacıkların hangi seviyeden sonra aıtma tesislerini etkilediğini bulması için $150,000 bağışta bulundu. Hu nanoparçacıkların kirli sularda daha iyi yönetilebileceğini düşünüyor. Araştırmanın 2010 yılında bitmesi bekleniyor.
Makale Water Research and Environmental Science & Technology dergisinde yayınlandı.Nano dünyası bizi şaşırmaya devam ediyor!

Cornell Üniversitesi araştırmacıları, dünyada toprağı ilk kez 50 nm seviyede incelediler. Toprakta çok farklı karbon bileşiklerin varlığı gözlemlendi. Araştırmayı yapan Johannes Lehmann.






Nature Geoscience'ın Nisan sayısında yayınlanan makaleye göre, topraktaki karbonun detaylı yapısını bilmek, topraktaki organik madde döngüsünü gerçekleştiren kimyasal süreçleri anlamaya yardımcı olacak. Mesela, toprak ıslanınca, sıcak ya da soğuk hale gelince malzemelere ne olur sorusuna cevap bulunabilir.



Kuzey Amerika, Panama, Brezilya, Kenya ve Yeni Zelanda'dan alınan örneklerde karbon içeriği farklı olmasa da, toprakların kendi içinde yapısal farklılıklar gözlemlenmiş. Yani toprak homojen bir yapıda değil.

Lehmann, topraktaki bazı malzemelerin kökenini de buldu. Bazıları yaprak ve mikrop kalıntısı çıktı.

Bir sonraki hedef, toprağın yapısını tamamen ortaya çıkarmak.

Resimde nanoseviyedeki toprak topağında karbonlarının dağılımını görüyoruz. Görüntüler Odaklı X-Işını ile alınmış.

Boyurları 9.8mm x 5.4 mm. Mit Enterprises Limited şirketi üretmiş. Üretim tam 2 yıl sürmüş.

Metin altın ya da platinyumla elektron demeti teknolojisi ile yazılıyor. Yaptıkları ürüne MEQA (Sanatsal Olarak Kur'anın Mikro Mühendislemesi) adını vermişler.

Dr. Mir Emad Mokhtari, Mir Enterprises Limited müdürü, “Şimdilik bu çiplerden 20 adet var dedi, fazla üretmeyi de düşünmüyoruz" dedi. Kur'an'a saygı gösterdikleri için, seri üretime geçilmeyecek, önemli günler için üretim yapılacak.

Kur'an'ın yüzeyi zedelenmelere karşı kuvartz ile kaplanmış.

MEQA, Dubai'de 4 gün süren düğünde sergilendi.

Görüntülere ulaşma için şu siteye girin, Gallery kısmına bakın.

Ürün şu an İran, Suudi Arabistan, ABD ve İngiltere'de satılıyor.

Not: Kur'an metni Londra Merkez Camii, İslam Kültür Merkezinca onaylı.

Research and Markets 2011 yılında Dünya'da nanoteknolojinin durumunu tahmin eden bir rapor yayınladı. Raporun metnine ulaşamadım, çünkü en ucuz olan PDF kopyası bile 1142 dolar

Ama rapor hakkında kısa bir bilgi sitede yer alıyor. İngilizce olan metnin Türkçesini sizlerle paylaşayım dedim.

Önemli sonuçlar:
- Hızla ticarileşen nanoteknoloji piyasası, bir çok sektörü etkileyebilir: enerji, tekstil, canlı bilimi.
- Nanoteknoloji piyasasının 2007-2015 yılları arasında yıllık birleşik büyüme oranı %33 olması tahmin ediliyor.
- Tüketici ürünlerinin yıllık ortalama büyüme oranının 2005-2010 yılları arasında %9.4 olması bekleniyor.
- Nanoteknoloji üzerine harcama 2006'da %29 arttı.
- Nanoteknolojiye devlet yatırımları Avrupa, Kuzey Amerika ve Japonya ile başladı. Fakat Rusya, Çin, Brezilya, Türkiye ve Hindistan gibi ülkelerde de bu trend başladı. Bu ülkeler de sektöre ciddi yatırımlar yapıyor.
- Asya-Okyanusya nanoteknolojik ürünlerin en fazla satılacağı bölge olarak görülüyor. Bu bölgeyi Amerika ve Avrupa takip ediyor.

Raporda incelenen hususlar:
- Nanoteknoloji piyasasının günümüzdeki durumu.
- Nanoteknoloji piyasasının büyümesine sebep olan faktörler.
- Nanoteknolojinin bir çok uygulama alanında incelenmesi ve gelecek hakkında görüşler.
- Gelişmiş ve gelişen ülkelerin endüstri profili (Amerika, Japonya, Çin, Hindistan, Hindistan, Rusya, Brezilya vs.)
- Küresel nanoteknoloji pazarında belirginleşen trendler.
- Nanoteknolojine pazarına girmesi muhtemel alanlar.
- Nanoteknoloji pazarının gelişmesini engelleyecek faktörler.

Bilgi kaynakları
Kitaplari, gazeteler, ticari dergiler, raporlar, endüstri portalları, devlet ajentaları, ticari ortaklıklar, 3000 farklı veritabanı vs.

Dallas Texas Üniversitesi nanoteknoloji araştırmacıları, Brezilya'daki ortakları ile, karbon nanotüp kağıtlarının gerildikleri ya da homojen bir şekilde sıkıştırıldıklarında tuhaf mekanik özellik sergilediğini buldular. Bu tuhaf özellikler kompozit, sensör ve yapay kas gibi uygulamalarda uygulanabilir. Grubun çalışması Science dergisinin 25 Nisan sayısında yayınlandı.
özel olarak yapılmış, dublör "buckykağıtlar" boyuna çekildiği zaman genişlikleri artıyor. Aynı malzeme sıkıştırıldığı zaman da, boy ve genişliği artıyor. Bu özelliğe sahip bir başka malzeme daha var, hem de 2000 yıldır kullanılıyor: şarap şişesindeki mantar.

Dr. Ray H. Baughman'ın grubu tek katmanlı nanotüp (TKKN) ve çok katmanlı nanotüpten (ÇKKN) oluşan karışım yaptılar. Karışımın Poisson oranının ÇKKN'lerin miktarı arttıkça, eksi değere doğru kaydığı gözlemlendi.

Karışımdaki TKKN ve ÇKKN oranı ayarlanarak Poisson oranı sıfır yapılabilir. Bu da AKM'lerde (Atomik Kuvvet Mikroskopu) de kullanılan manivelaların bükülme sonrası genişliğinin artmaması için kullanılabilir.

Resimde karışımdaki karbon nanotüplerin AKM resmi görülüyor.

Sargı bezinin yapısı Birinci Dünya Savaşı'ndan beri pek değişmedi ama yakın zamanda değişim kaçınılmaz gibi.
Kimyacılar pamuk sergi bezine nanoparçacık ekledikten sonra sargı bezinin kan durdurma özelliği iyileşti. Bez, boğaz ve kasık gibi basınç uygulamanın zor olduğu bölgelerde bile kanı durdurabiliyor. Yeni malzeme ile hastaneye götürülürken yolda kan kaybederek ölen insan sayısı azaltılabilir. Ürünü Z-Medica adlı medikal şirket üretiyor. Şirketin CEO'su Ray Huey askeriyenin 11 Eylül olaylarından sonra kanamayı durduracak teknoloji arayışına girdiğini belirtti.Askeriye yüksek teknoloji medikal ürünlerin testini yaptığında, kazanan Z-Medica'nın ilk ürünü idi: QuickClot. Bu ürün bir toz ve yaranın üstüne dökülüyor. Kısa bir zaman sonra, ürün Irak ve Afganistan'daki askeri birliklere yollanmış. Yalnız ürünle ilgili şikayetler gelmiş. Sorun ise toz kan ile temas edince ortaya çıkan yanma hissi. Bu surumda optimum çözümün bu toz olmadığı anlaşılmış.

Askeriye bu sefer Galen Stucky grubuna danıştı. Galen Stucky, inorganik malzeme araştımasında en iyi gruplardan biri. Stucky ve bir kaç mezun öğrenci ısı problemini çözdü, bu sayede bir çok patent aldılar ve Z-Medica ile ticari ilişkiye girdiler.

Sorunun çözümü ise QuickClot yerine 50 yıldır tıpta kullanılan bir malzeme kullanmak: kaolin kili. Bu madde kan pıhtılaşmaasını tetikleyen aluminosilikat nanoparçacıkları bakımından zengin.

Z-Medica bu olaydan hemen sonra koalin ile sargı bezini birleştirerek, kullanımını kolaylaştırdı. Sargı bezinin prototipi 2 hafta sonra üretilmiş. 18 Aralık 2007'de de piyasaya sürülmüş.

Aşağıdaki videoda Quickclot'un etkisini görebilirsiniz:

Project on Emerging Nanotechnologies (PEN) Mart 2006 yılında ilk nano ürünlerin listelendiği siteyi kullanıma açtı. İlk başlarda 212 ürün var iken, şu an sitede 609 ürün var. Sağlık ürünleri, kozmetik ve güneş kremleri listenin %60'ını oluşturuyor. Listenin tamamını görmek istiyorsanız buyurun.

Türkiye'den hiç ürün gözükmese de, Türkiye'nin de nanoteknoloji ürünleri var. Mesela DYO Nano, İstikbal Biocare. Başka ürünler varsa da, kesin bir bilgim yok. Ayrıca ürün olarak daha çıkmasa da, bir çok nanoürün patenti bulunmakta.

Peki bu ürünler neden sitede yok? Sanırım ürünleri kullanıcılar ekliyor, bu firmaların da bu siteden haberi olmayabilir.

En yeni ürünlerden biri de Swissdent Nanobeyazlatıcılı Diş Macunu. İçinde kalsiyum peroksit nanoparçacıkları var. Bu parçacıklar dişleri beyazlatıyor.
Ürünlerde en fazla kullanılan malzeme gümüş nanoparçacıkları; 143 üründe bulunuyor. En fazla kullanılan diğer malzemeler ise şöyle: karbon yapıları (nanotüp, fulleren), çinko, titanyum, silikon ve altın.

2006'da 50 milyar dolar değerinde nanoteknolojik ürün üretildi. Lux Research şirketine göre 2014 yılında 2.6 trilyon değerinde nanoteknolojik ürün üretilecek, bu da toplam Dünya üretiminin %15'i demek.

Nanoteknoloji AR-GE'sine çok kaynak ayırılırken, nanoürünlerin sağlığa ve çevreye etkisini araştırmaya daha az kaynak ayırılıyor. Eğer sağlıkla ilgili gerekli çalışmalar yapılmazsa, tüketicilerin nanoürünlere karşı soğuyabileceği ve nanoürünlere rağbet göstermeyeceği düşünülüyor.

Beynimiz milyarlarca sinir hücresinin oluşturduğu muazzam bir ağdır. İşte bu ağın yapısını çözmek nöröbilimin amaçlarından biri.

Beynin yapısını öğrenmek için küçük elektrotlar kullanılıyor. Bu elektrotlar sinirlerin elektriksel aktivitesini ölçüyorlar. Bir diğer metod ise sinir hücrelerini elektriğe duyarlı boya ile etiketledikten sonra ışığı kullanır. İlk metodun dezavntajı invazif olmasıdır (vücudun içine çok giriliyor), diğerin de ise kullanılan boyalar sağlığa zararlı olabilir. Brown Üniversitesinden Jiayi Zhang, Tolga Atay, ve Arto Nurmikko geliştirdikleri boya içermeyen optik bir uç sayesinde, doğal sinirsel aktiviteleri hissedebiliyor. Dokunun içine altın nanoparçaçcıkları gönderiliyor, böylece canlı nörünların aktivites ölçülebiliyor. Bu teknik yüzey plazmon polariton plazmonu fenomenini kullanıyormuş (tam olarak ne bilmiyorum, bilen varsa paylaşsa çok sevinirim :) ) Ama temel manada, altın nanoparçacıklar yerel elektrik alanları optik olarak hissetmeye yarıyor. Kaynak: 1

Purdue Üniversitesi kimya mühendisleri, optik haberleşme ve diğer teknolojileri geliştirecek elmas benzeri kristalleri, "kendiliğinden birleşme" prensibini kullanarak daha ucuza ürettiler.




Yandaki resimde sürecin şemasını görüyorsunuz.



İnsan saçının yüzde biri genişliğinde (500 nm) delikler içeren silikon yüzey, suya batılıyor. Silikon yüzeydeki delikler hatasız bir şekilde oluşturulmuş. Suyun üstünde ise küçük parçacıklar yüzüyor. Silikon yüzey yukarı doğru çekilirken, bu küçük parçacıklar, silikon yüzeydeki deliklere giriyor.





Bu yöntemle araştırmacılar mükemmele yakın 2 boyutlu koloidal bir kristal ürettiler. You-Yeon Won, kimya mühendisi, bu aşamanın optik teknolojisinde kullanılacak olan 3 boyutlu kristal üretimi için çok büyük önem taşıdığını söyledi. 3 boyutlu kristal üretiminde ilk katman üretimi mühim olduğu için araştırmcılar o konu üzerine yoğunlaştılar.
Makale, Soft Matter dergisinin 9 Nisan tarihli internet sayısında yayınlandı. Makaleye buradan ulaşabilirsiniz.
Peki bu tek katmanlı yapı ne işe yarayacak? Kameraların ya da bilimsel cihazların performansını artıracak "mikro lens" yapımında veya ürünlerin renk gibi optik özelliklerini kontrolünde kullanılacak, fiber optik kablolarının performansını içlerinden geçen ışık miiktarını artıracak.
Solda normal olarak üretilen malzeme, sağda ise yeni bulunan metodla üretilen malzeme görülüyor. Kendi kendine birleşme metodunun ne kadar düzenli bir yapıyı oluşturduğunu açıkça görebiliyoruz. Resim bir TTM resmi.







Çok düzgün malzeme üretimi için kendiliğinden birleşme metoduna benzer bir başka yöntem daha var: robotik. Bu yöntemde robot kolu her atomu tek tek alıp, yerine koyuyor. Fakat kendiliğinden birleşme daha ucuz ve hızlı bir yöntem. Robot ile haftalarca süren bir iş, geliştirilen metodla 20 dakikada yapılabiliyor.

Araştırmacılar kare ve altıgen şeklinde yapılar da yapmışlar.

Industrial Nanotech Nansulate adlı paslanma geciktirici bir boya üreten firma. Ülkemizde de kullanılıyor. Geçen ay DEBA 1 milyonluk boya siparişi vermişti. Habere buradan ulaşabilirsiniz.

Şirket Nansulate EPX adlı yeni ürünü gelecek ay piyasaya sürecek. Ürünün şimdiden 500.000.000 dolarlık siparişi varmış.

Ürünün şimdilik açıklanan özellikleri:
-K değeri (ısıl iletkenlik) 0.027 W/mK
-Yangına dayanıklı
-Kimyasal etkiye dayanıklı
-Paslanmayı geciktirici
-Hafif
-Kolay uygulanabilir.

Kaynak: 1
Not: Arkadaşlar Türkiye'de de nanoteknoloji üzerine çalışan şirketler var, biliyorum. Bağlantım olmadığı için sizlere o şirketin ürünleri hakkında pek bilgi veremiyorum. Bazı şirketler zaten çalışmalarını gizli tutuyor. Şu boyanın Türkiye'de de üretilmesini kadar çok istiyorum ki... Neyse, moralleri bozmaya gerek yok. Bu sayfalarda Türk şirketlerin nanoürünleri hakkında da bilgi verdiğimiz günler gelecektir.

Karbon Nanotüplerin Elde Edilmesi
1- Ark Deşarjı
Karbon nanotüpler ilk defa bu yöntemle üretildi. Fulleren oluşması beklenen 100 amperlik ark deşarjı sistemindeki grafit elektrot kurumları incelendiğinde, karbon nanotüp yapılarına rastlandı. İlk keşfedilen yöntem olduğundan olsa gerek, çok uzun süre bu yöntem kullanıldı.

İlk makroskopik üretim ise, gene aynı yöntemle NEC Fundamental Research Laboratory'de yapıldı.

Bu yöntemle, 50 mikron uzunluğa kadar hem tek katmanlı hem de çok katmanlı karbon nanotüpler üretilebiliyor.

Sistem şöyle: grafitten yapılmış, birbirine çok yakın iki tane elektrod var. Nötr atmosferde, bu iki elektrod arasında doğru akım uygulanıyor. Voltaj elektrod arasındaki gazı indirgemeye yetiyor, ve sonuçta iki elektrod arasında yaklaşık 100 A'lık bir akım oluşuyor. Anottaki karbon atomları buharlaşıyor ve katodda birikiyor. Katodu incelediğinizde ise amorf karbon, grafit nanoparçacıkları, fulleren, çok katmanlı nanotüp gözlemlenebiliyor. Aynı sistemde tek katmanlı nanotüpler ise anotta geçiş metaline (Co, Ni, Fe) doyurulmuş grafit kullanılıyor.

Elektrik arkının ne olduğunu şu videoda görebilirsiniz:
2- Lazer ile
Bu yöntemde de karbon buharlaştırılarak tek katmanlı nanotüpler (tkkn) elde ediliyor. İlk verimli tkkn üretimi bu yöntem ile oldu. Anlatılan 3 metoddan en pahalısıdır.

Sistem şöyle: 1200 derecede tutulan ve içinden Argon akan bir ocak var. Geçiş metalleri ile doyurulmuş grafit, ocağın içinde bulunan yüksek güçte bir lazerin (genelde Nd:YAG lazeri) ışınlarına maruz kalıyor. Oluşan nanotüpler ocağın diğer ucunda toplanıyor.

Bu yöntemin dezavantajı yüksek sıcaklık gerektirmesi.

3-Kimyasal buhar yoğunlaştırması
Bu yöntemde metal katalizör parçaları (Nikel, Kobalt, Demir) içeren bir sübstrat hazırlanır. Oluşacak nanotüplerin çapları bu metal parçaların büyüklüğüne bağlıdır. Sübstrat 700°C'ye kadar ısıtılır. Nanotüp oluşumunu başlatmak reaktörün içine amonyak, azot, hidrojen gazlarından biri ve karbon içeren asetilen, etilen, etanol, metan gibi gazlar verilir. Karbon içeren gazlar katalizör parçanın yüzeyinde parçalanır ve katalizörün yanına yapışır; sonuçta metal katalizör etrafında nanotüp büyür. Ticari nanotüplerin çoğu bu yolla üretilir. Bu yöntemin diğerlerine göre avantajları: - isediğiniz yerde nanotüp üretisiniz, diğerlerinde rastgele yerlerde oluşan nanotüpleri toplarsınız. - dikey olarak nanotüp oluşturulabilen tek sistem.

Not: Bu konu bildirgec.org'da bu blogdan daha önce yayınlandı, ama ben haberin bu blogda da bulunması için tekrar yazacağım. Umarım chattagush bizi affeder.

Yeni üretilen nano-bio-çipin üzerine tükürdükten 15 dakika sonra kalp kriziniz erkenden teşhis edilebilir. Çipin büyüklüğü bir kredi kartı kadar. Araştırmayı The University of Texas yapmış.


Yakın bir zamanda kalp krizine sebep olan kan serumundaki proteinler bulunmuş. McDevitt ve çalışma arkadaşları da bu gelişmeden faydalanmışlar. Ürettikleri çip biokimyasal olarak programlanarak kandaki bu proteinleri tükürükte arıyor. Şimdilik bakılan protein sayısı 32.

Hasta çipin üzerine tükürdükten sonra, çip analizciye bir banka kartı gibi takılıyor ve analiz yapılıyor.
Araştırmacılar testi 80 hasta üzerinde denemişler ve sonuçların çoğunun kan serumu ile yapılan testlerle aynı olduğunu görmüşler. Çip yakın zamanda ticari olarak piyasaya çıkacak. LabNow şirketi uygulamanın patentini almış.

Yeni malzeme, Prof. Philippe Ghosez'in teori grubu (University of Liège, Belçika) ile Prof. Jean-Marc Triscone'in araştırma gruplarının (University of Geneva, İsviçre) çalışması sonucu bulundu.

Gelelim malzemenin yapısına. Eğer bir malzeme birbirini izleyen katmanlardan oluşuyorsa buna süperkafes deniyor. Yeni malzeme de bir süperkafes. Birbirini izleyen katmanlar ise iki farklı oksit: PbTiO3 ve SrTiO3. Nanomalzeme olduğu için, birbirini izleyen bu katmanlar bir kaç atom kalınlığında. Bu iki malzemeden oluşan yeni madde iki maddeye de benzemiyor. Bu farklılık ise malzemenin katmanlı olmasının ve atomik seviyede katmanlar arasında varolan ilişkinin bir sonucu.






















Geçiş metal içeren oksitler çok farklı özelliklere sahip olabildikleri için ve bir çok aygıtta da bulunabildiği için, araştırmacılar bu malzemelere ilgi duyuyorlar. Bu oksitler dielektrik, ferroelektrik, piezoelektrik, mıknatıs veya süperiletken olabiliyor.and their ability to be integrated into numerous devices. Artık bilim adamları bu oksitleri kullanarak, istedikleri özelliklere sahip malzemeleri üretebiliyorlar. Lego parçalarını istediğimiz şekilde birleştirip, istediğimiz bir oyuncağı oluşturdurduğumuz gibi, bilim adamları da atomik oksit katmanlarını istedikleri şekilde birleştirip, istedikleri yapıda, dolayısıyla istedikleri özellikte, malzeme üretiyorlar.


Peki bu malzeme ne işe yarayacak? "Eksik ferroelektrik" doğal malzemelerde çok az görülen bir özellik. Bu özelliğin sıcaklık ile ilişkisi normal ferroelektrikten farklı, bu durumun ise sıcaklığın değiştiği uygulamalarda büyük avantaj sağlaması bekleniyor. İşte bu yeni malzemede eksik ferroelektriklik görülüyor, halbuki 2 oksit de bu özelliğe sahip değil. Hem de bu yeni malzemede, doğadaki en yüksek eksik fotoelektriklik özelliğine sahip malzemeden 100 kat daha fazla eksik ferroelektriklik var. Bu eksik ferroelektriklik ile bir çok yeni aygıtın geliştirilmesi bekleniyor.

Çalışma 10 Nisan Nature dergisinde yayınlandı.

Yazıyı okumadan önce Atomik Kuvvet Mikroskopları (AKM) hakkında bilgi almak istiyorsanız buyurun.


AKM'ler kullanılarak malzemelerin sadece topografik görüntüleri ortaya çıkarılabiliyordu. Yeni üretilen zarlar sayesinde topografik görüntü dışında, malzemelerin yapışma, sertlik, elastiklik ve akışkanlığı da ölçülebiliyor.







FIRAT adlı yeni sistemi Levent Değertekin, Georgia Tech Makina Mühendisliği George W. Woodruff Okulu profesörü, üretti. "Ürettiğimiz sivri uçlar piyasadaki AKM'lere direk takılabiliyor ve kullanılan manivelalardan 50 kat daha hızlı görüntü toplayabiliyor." dedi Değertekin. Yandaki resimde bu hız farkını görebiliyoruz. Üstteki resim FIRAT ile oluşturulmuş, alttaki ise şimdiki sistemle. İki görüntü de 4 saniye sonra çekilmiş, FIRAT 256 satırlık görüntüyü bitirirken, diğer sistem anca 4 satırlık bir görüntü oluşturabilmiş.

Sistem zar ile sivri ucu hareket ettiren elektrod arasındaki elektrostatik kuvveti kullanıyor. Araştırma takımında Güçlü Onaran ve Hamdi Torun'da var. Onlar da Georgia Tech Elektrik ve Bilgisayar Mühendisliği mezunları.


Ürünün detayları ve biyolojik uygulamaları American Physical Society Mart buluşmasında anlatıldı. Araştırma National Institutes of Health ve National Science Foundation tarafından desteklendi.

Yeni sistemin detayları ise şöyle: Şimdiki sistemlerde manivelanın yerini davul zarına benzer bir zar alıyor. Bu zardan ise bir sivri uç çıkıyor. Bu sivri uç ile yüzey taranıyor. Bir tarama modunda, sivri uç yüzeye tıklatıyor, alet sivri ucun konumu, ona etki eden kuvvetler, malzemenin şekli, ne kadar sert ve yapışkan olduğu hakkında bilgi topluyor. Yüzeyi tek bir manivela ile taramaktansa, zar ile aynı anda binlerce ölçüm yapılıyor ve süreç hızlanıyor.


Araştırmacılar, Nanotechnology dergisinin 27 Şubat'taki sayısında, FIRAT'ı 3 polimer ve silikon sübstratı üzerinde deneyerek, malzemeler hakkında elastiklik, yüzey enerjisi ve yapışma özelllikleri hakkında bilgi toplamaları hakkında makale yayınladılar.

FIRAT sivri uçları sıvı ortamda da kullanılabiliyor. Cheng Zhu ile beraber, Değertekin sivri ucunu biyolojik moleküller arasındaki kuvveti hesaplamada da kullandı.

Levent Değertekini yapmış olduğu bu buluştan dolayı tebrik ediyoruz, başarılarının devamını diliyoruz. Bulduğu sisteme Türkçe isim vermesi ise çok hoşuma gitti.

UAB Research Park araştırmacıları (İspanya) Dünya'da ilk kez sıcaklık değişimi ile çalışan nanomotor ürettiler. Bu buluş biotıpta mekanik işleri yapan nanoaygıtlarda kullanılabilir.

Sistem şöyle işliyor: "nanotaşıyıcı" karbon nanotüpten oluşuyor (resimde sarı renkle gösterilmiş). Onun üzerinde ise daha kısa bir nanotüp daha var (resimde kırmızı renkle gösterilmiş), ve bu kısa nanotüp uzun nanotüpün üzerinde ileri ve geri gidebiliyor (motordaki rotor görevini görüyor). Kısa nanotüpün üzerine metal bir yük (resimde beyaz renkle gösterilmiş) eklendikten sonra da, kısa nanotüp uzun nanotüpün üzerinde hareket edebiliyor ve kendi ekseni etrafında da dönebiliyor. Araştırmacılar kısa nanotüpün hareketini ısı ile kontrol ettiler. Uzun nanotüpün iki ucuna farklı sıcaklık değeri uygulanıyor. Kısa olan nanotüp ise sıcak uçtan daha soğuk uca doğru ilerliyor, tıpkı havanın sıcak yerden soğuk yere gittiği gibi.
Makale Science Express dergisinde yayınlandı.

Applied Materials, Inc. bugün Applied Tetra™ Reticle Clean adlı ürününü çıkardı. Bu ürün 32 nm ve üstü foromaskelere zarar vermeden, %99 oranda temizlik sağlıyor. Sektörde bir ilk. “Geleneksel fotomaske temizleme sistemleri, maskelere zarar vermeden temizleme yapamıyordu" diyor Ajay Kumar, "Applied Materials’ Mask Etch and Cleans" bölümü genel müdürü. “Biz bu zorluğu Tetra Reticle Clean sistemiyle çözdük, böylece hem maskeler zarar görmeden temizleniyor , hem de müşterilerin isteği karşılanmış oluyor. The Tetra Reticle Clean sistemi 45 nm'de denendi ve dikkate değer bir performans sergiledi. Temizleme teknolojisinde yapılan gelişmeler sayesinde bu seviyeye ulaşıldı. Sistemin kendine has esnek tasarımı var, sülfür içermiyor, amonyak tabanlı temizleme parçaları ile maksimum seviyede fotodirenen malzeme ve parçacık temizlemesi sağlanıyor.Fotomaskeler hakkında bilgi öğrenmek istiyorsanız tıklayın.

Karbon Nanotüplerin Özellikleri

Kimyasal ve Fiziksel
-Bağ tipi polar olmadığı için, nanotüpler suda çözünemezler.
-Genellikle kimyasal müdahaleler olmadığı sürece bir çözücüde çözünemezler.
- TKKN'ler toluen, dimetil formamit ve tetrahidrofuran gibi organik çözücüler ile kararlı çözeltiler oluşturabilir.
-Vakuumda 1500 dereceye kadar kararlı halde durabilirler, açık havada ise 750 dereceye kadar.
-Yüzey alanı-hacim oranı yüksektir.

Elektronik
Grafin simetrik ve kendine has elektronik yapısı olduğu için, nanotüpün yapısı elektrik özelliklerini etkiler. (n,m) nanotüpünde if n − m sayısı 3'ün katı ise nanotüp iletkendir, diğer durumlarda ise yarıiletkendir. O yüzden tüm koltuk nanotüpleri (n=m) metaliktir. (5,0), (6,4), (9,1), vb. yarıiletkendir.



Mekanik
- Nanotüpleri bükebilirsiniz, halka haline getirebilirsiniz. (yandaki resim)
- Sıkıştırıldıkları zaman, tekrar eski haline dönerler.
- Aşırı sıkıştırılmada bükülme kalıcı olur.
- Gerilme direncine açısından en sert malzemelerdir. Sebebi ise karbon atomları arasındaki sp² bağıdır.
- Aşırı çekilmede ise plastik bozulma görülür.





Kinetik
- ÇKKN'lerde içerideki nanotüp neredeyse sürtünme olmadan etrafında dönebilir. Bu özellikten en küçük motor yapımında faydalanılmıştır. (1)

Termal
- Tüm nanotüplerin çok iyi ısı iletkeni oldukları düşünülüyor. Nanotüplerin oda sıcaklığında 6000W·m⁻¹·K⁻¹ ısı taşıması bekleniyor. Bu sayı pek bir şey ifade etmiyor olabilir, o zaman şöyle bir karşılaştırma yapalım. En iyi ısı iletkenlerden kabul edilen bakır'da bu sayı 385 W·m⁻¹·K⁻¹.

Bugün sizlere çok katmanlı karbon nanotüpleri (ÇKKN)anlatacağım. 2 çeşit ÇKKT vardır: matruşka ve parşömen.

Matruşka tipi ÇKKN'ler
Matruşka iç içe geçmiş bebeklere deniyor. Bu nanotüp tipi de aynı şekilde iç içe geçmiş tek katmanlı nanotüplerden oluşuyor. En içerde en küçük çapa sahip nanotüp (mesela 0,8), en dışta ise en büyük çapa sahip nanotüp (0,10) bulunuyor.

Parşömen tipi ÇKKN'ler
Bu nanotüp ise bir grafin yüzeyin kendi içinde bir kereden fazla döndürülmesi sonucu oluşur. Eski mektuplar gibi düşünün: toplamda bir kağıt var, ama çok kere döndürülmüş, çok katmanlı hale gelmiş.

ÇKKN'lerin TKKN'lere karşı avantajı kimyasallara karşı direncin fazla olmasıdır. TKKN'lerde nanotüpteki karbon atomu reaksiyon sonucu kopsa, nanotüpte "delik" oluşur., çünkü kopan atomun altında başka bir atom yok. ÇKKN'lerde ise yüzeyden karbon atomunun kopması delik oluşturmaz, alt katmandaki karbon o deliği "kapatmış" olur.

Bu ismi çoğu kişi duymuştur diye düşünüyorum, çünkü en meşhur nanoyapılardan biri. Nanoteknoloji deyince aklımıza geliverir. Peki o kadar çok duyduğumuz bu yapı hakkında ne kadar bilgi biliyoruz?
Eğer siz de benim gibi meraklıysanız, buyrun, okumaya devam!

Genel Bilgiler
Karbon nanotüp silindir şeklindeki bir karbon allotropudur, sırf karbon atomu içerir. S. Iijima tarafından 1991 yılında bulunmuştur. Bulunduğu zamandan bu yana bir çok araştırmanın kaynağı olmuştur. Bazı bilim adamları ise nanotüplerin Radushkevich ve Lukyanovich'in bulduğunu düşünür. Bu iki Rus bilim adamı 1952'de Sovyet Journal of Physical Chemistry dergisinde 50 tane nanotüpün resmini yayınlarlar. Makale Rusça olduğu için ve yayınlanması Soğuk Savaş zamanına denk geldiği için makale diğer bilim adamları tarafından fark edilmemiştir.

Karbon nanotüpleri kıvrılmış grafin yüzeyi gibi düşünebiliriz. Beyaz kağıdı grafin olarak düşünürsek, boylamasına kıvırıp elde ettiğimiz silindir karbon nanotüptür. Uçları açık ya da kapalı olabilir.

Bu kadar basit bir yapıya sahip olmasına rağmen, çok karmaşık bir maddedir karbon nanotüpler. Uzunluk ve çap değerine göre fiziksel ve kimyasal özellikleri çok rahat değişebilir, kendilerine has elektriksel özelliklere sahiptirler. Isıyı iyi iletirler.

Karbon nanotüplerin uzunluk-çap oranı 1.000.000 dur. Bu oranı şöyle de hayal edebiliriz: 10 cm çapa sahip 100 km uzunluğunda bir hortumun da uzunluk-çap oranı 1.000.000'dur.

1 ay önce duyurduğumuz bir habere göre, NanoViricides'in nanoteknolojik HIV virüsünün hayvan deneylerine başladığını duyurmuştuk. Hayvan testlerinin sonuçları bugün açıklandı.



İlaç fareler üzerinde denendi. Sonuçlar olumlu. "Dr. Menon, HivCide-I ürününün HIV/AIDS'e karşı ilaç olma ihtimalinin devam ettiğini belirtti." diyor Eugene Seymour, NanoViricide CEO'su, ve ekliyor, "Önümüzdeki haftalarda başka veriler de ilan edeceğiz."

Şirket ayrıca kuş gribi virüsüne karşı geliştirilecek ilacın hayvan deneylerinin de başlayacağını söyledi.

İstikbal'in AR-GE çalışmaları sonucunda ürettiği nanoiplikli Biocare kumaşının haberini şu yazımızda yapmıştık.

Bugün, İstikbal Biocare kumaşı içeren 2 çeşit yatağını piyasaya sürdü: Biostar, Biomagic.
Yataklar elektromanyetik dalgaları engelleyebiliyor ve statik özelliğe sahip. İstikbal ürünü rahat bir uyku uyumanızı sağlayan, doğa dostu bir ürün olarak tanıtmış.

Yatakların sloganı ise: Uyku mu tutmadı? Çare İstikbal'de.



























Yatakları fiyatları henüz sitede açıklanmamış. Bilen birileri bizlerle paylaşırsa sevinirim.

İstikbal'i tebrik ediyoruz!

UC San Diego, UC Santa Barbara ve MIT'deki araştırmacıların geliştirdikleri nanosolucanlar, fare bağışıklık sistemine takılmadan kanın içinde gezebiliyor ve tümörleri bulabiliyor. Geleneksel yollarla bu tümörlerin bulunması çok zor. Solucanlar hastalıklı bölgeye yüksek yoğunlukta ilaç taşıyabiliyorlar ve bu sayede vücudun sağlıklı kısmı zarar görmüyor.

“Kandaki bir çok nanoparçacık vücudun bağışıklık sistemi tarafından fark edilip, kandan dışarı atılır. Bizim ürettiğimiz solucanların bu elemeyi aşabilmesinin sebebi ise şekilleri ve üzerlerindeki polimer kaplamalar. Solucanlar, farenin kanında saatlerce dolaşabiliyor." dedi Michael Sailor, UC San Diego kimy ve biyokimya profesörü, araştırma grubu başkanı.


Solucanlar, küresel demir oksit nanoparçacıkların yanyana dizilmesinden oluşuyor. Yukarıdaki resimde kahverengi noktalar demir oksiti, kırmızı noktalar ise tümörleri temsil ediyor. Her bir demir nanoparçacık, toprak solucanlarının segmenti gibi düşünülebilir. Solucanın boyu 30 nanometre, toprak solucanından yaklaşık 3 milyon kat küçük. Demir oksit parçacıklarının, görüntüleme aletlerinde, özellikle MR'de, rahatça seçilebilmesinden dolayı, tümörlerin yeri tesbit ediliyor.

Solucanlar dekstran (bir çeşit biopolimer) ve tümör bulmaya yardımcı bir molekülle kaplı. Bu özel molekül, F3 peptidi, UC Santa Barbara Tıbbi Araştırmalar Burnham Enstitüsü hücre biyologu profesörü Erkki Ruoslahti'nin laboratuvarında geliştirilmiş. Bu peptid sayesinde solucanlar tümörleri bulup, üzerine toplanıyor.

Araştırmacıların bir sonraki hedefi, solucanların üzerine yerleştirilecek bir "posta adresi" ile istedikleri organ, doku ve tümöre solucan yollayabilmek.

Buluşu anlatan makale bu haftaki Advanced Materials dergisinde çıktı.

Günümüzde nanoteknolojinin etkisini pek göremiyoruz. Ayrıca nanoteknolojik malzemeler şu an için pahalı. Piyasada dolaşan nanoürünlere bakarak, nanoürün alamayacağını düşünenler olabilir. "Hani nanoteknoloji hayatımızın her yerine girecekti?" diyenler de olabilir. Endişelenmeyin, durumun böyle olması normal. Çünkü 21. yüzyılı etkileyecek olan bu alan şu an emekleme çağında. Acele etmeye gerek yok, herşeyin bir vakti var. İleride bu nanoteknoloji bebeğimiz yürümeye, daha sonra koşmaya başlayacak.

Günümüzde hâlâ nanoteknolojinin kesin bir tanımı bile yok. Mevlana'nın fil hikayesinde olduğu gibi, farklı alanlarda çalışan insanlar nanoteknolojiyi uğraştıkları şey olarak düşünüyorlar. Ortalıkta bir sürü tanım var. Buradan bilim adamları tarafından yapılmış 12 farklı tanıma ulaşabilirsiniz.

Tekrar olacak ama, gene de en yaygın tanımı verelim: Büyüklük ve şekillerini nanoseviyede (atomik, moleküler) kontrol ederek, en az bir tane tuhaf özelliğe sahip yapı, aygıt ve sistem tasarlama, nitelendirme, üretme ve uygulama.

Şimdi ise nanotekolojinin nasıl gelişeceğini görelim:

1. Nesil (2000-2005): nanokaplamalarla yapılmış pasif nanoyapılar, nanoparçacıklar, nanoparçacıkların ayrılması, nanokompozitler, metal, polimer, seramikten yapılmış nanoyapılar, biyolojik olarak üretilen birimler. Ürünlere pasif nanoparçacıklarla ek özellikler kazandırma: nano güneş kremleri (ZnO parçacıkları), golf sopaları (karbon nanotüpler)

2. Nesil (2005-2010): transistörlü, yükselticili aktif nanoyapılar, hedefe giden ilaç ve kimyasallar, biyolojik ve biyolojik olmayan sensörler, isteğe göre değiştirilebilen yapılar.

3. Nesil (2010 - 2015): 3 boyutlu nanosistemler,bir çok sentez yöntemi kullanan (mesela biyolojik sentez) nanosistemler, nanoseviyede ağ kurma, nanoteknoloji ile üretilmiş büyük yapılar.

4. Nesil (2015 - ): heterojen nanosistemlerle tasarlanan malzemeler, bu malzemelerde her molekülün yapıdaki rolü bilinecek. Moleküller aygıt olarak kullanılacak. Moleküllerin kullanılması ile yeni fonksiyonlu yapıların oluşturulması.

Günümüzde nanoteknoloji tam olarak meyvesini vermiş değil. Şimdilik sadece varolan yapılara nanoparçacıklarla ek özellikler katacağız. Ama ileride tamamen nanoteknoloji araştırmaları sonucunda ortaya çıkan teknolojileri kullanacağız. Bakalım o günleri görebilecek miyiz? Ümidimiz, o günlerde Türkiye'yi nanoteknolojide aktif rol alan bir ülke olarak görmek.

Şöyle bir oyun oynadığınız düşünün: Oyunu 2 kişi oynuyor: Ali ile Veli. Ortada 2 tane kutu var, bunlardan biri dolu. Ali ile Veli'den biri, diyelim ki Veli 1 kutuyu açıp, içinebakıyor. Eğer Ali, Veli'nin hangi kutuyu (dolu ya da boş) açtığını bilirse parayı kazanıyor, diğer türlü Ali Veli'ye para ödüyor. Oyun direk tahmin üzerine dayalı, normal şartlar altında Ali'nin kazanma şansı %50.

Tel-Aviv üniversitesinden N. Aharon ve L. Vaidman, bu tür tahmin oyunlarında %100 kazanma yolunu Physical Review A dergisinde yayınlanacak olan makalede açıklamışlar. Bu yolu uygulamak için kuantum mekaniği bilmek gerekli imiş. Çözüme geçmeden önce bir kavramı açıklamamız lazım: Kuantum süperpozisyonu ilkesi. Bu ilkeye göre parçacıkların aynı anda birden fazla duruma sahip olabileceğini söyler. Şimdi çözüme geçelim.

Ali'nin elinde 2 kutudan başka 1 tane daha kutu var. Kutunun içindeki parçacık diğer kutularla süperpozisyon durumunda, yani Ali'nin kutusundaki parçacık 3 kutuda da olabilir. Şimdi Veli kutuyu açınca, Ali kendi kutusuna bakıyor. Eğer Ali'nin kutuyu boş görür ise, Veli dolu kutuyu açmış demektir. Eğer Ali kendi kutusunda diğer kutularla süperpozisyon durumunda bir parçacık bulursa, Veli'nin açtığı kutu boş demektir. Kazanma ihtimali %100. Tabi yarışmada başka kutu kullanmak yasak olursa bu yol işe yaramıyor

Yazarlar, şimdiki teknoloji ile kuantum mekaniği kullanarak para kazanmanın mümkün olmadığını kabul ediyorlar. Ama %50 şanslı bir oyunun kazanma ihtimalini artırmada ilk defa kuantum mekaniğini kendilerinin kullandıklarını düşünüyorlar. İleride kumardan korkanlar kuantum mekaniğinden anlamayanlar olur.

Intel'in küçük bilgisayarlar için tasarladığı Atom işlemciyi bu haberimizle duyurmuştuk.

Bu işlemciye o kadar çok talep geldi ki, şirket üretimi hızlandırmak zorunda kaldı. Diamondville isimli işlemci ilk basın toplantısında açıklandığı gibi en erken Aralık'ta değil Haziran'da çıkacak.


Şirket sözcüsü Bill Calder bir çok bilgisayar üreticisinin Haziran ayında bu işlemcileri kullanmaya başlayacaklarını açıkladığını söyledi. Calder ayrıca beklediklerinin üzerinde talep olduğunu, üretimi artırmaya çalıştıklarını belirtti.

Atom marka işlemciler Intel'in şu ana kadar ürettiği en küçük işlemci.

Arizona Üniversitesinden Joseph Wang ve araştıma takımı altın ve platinyum nanotellerden Dünya'nın en hızlı nanomotorunu ürettiler.

Alttın ve platinyum nanotellerinden yapılmış katalitik nanomotorlar zaten vardı. Uygulamalar için çok verimsiz olan bu motorların, hızı 10 mkrometre/sn. 1 mikrometre yaklaşık saç telinin 100'de biri. Araştırmacılar karbon nanotüpü platinyumun içine sokarak aşırı yüklenmesini sağladılar. Aşırı yüklenen nanotüpler sayesinde motorların hızı 60 mikrometre/sn oldu. Bu motorların yakıtı olan hidrojen peroksite, roket yakıtı olan hidrazin de eklenince, hız 94-200 mikrometre/sn'yey çıktı. Bu buluş, kendiliğinden güç üreten nanoseviye taşıma ve ulaştırma sistemleri açısından önem taşıyor.

Resimde 4 nanomotorun yarışını görüyoruz. Zafer karbon nanotüple aşırı yüklenmiş katalitik nanomotorun, yani c'nin.

Nanotel kağıt, yağ ve diğer organik kirleri temizlemekte kullanılacak yeni bir malzeme olabilir. Bilim adamlarının ürettiği bu kağıt, ağırlığının 20 katı kadar yağ emebiliyor ve tekrar tekrar kullanılabiliyor. Kağıt sıcaklığa dayanıklı olduğu için, emilen yağ tekrar kullanılabiliyor. Yağ emmiş kağıt ısıtılıyor, yağ buharlaşıyor, buharlaşmış yağ başka bir kapta damıtılıyo. Böylece yağ tekrar kullanılabiliyor. Kağıt ayrıca suya da dayanıklı. Birkaç ay suda bekletilmiş kağıtlar fonksiyonlarını kaybetmiyor.

“Bulduğumuz şey nanotellerden oluşmuş ve yağ gibi hidrofobik sıvıları sudan emebilen bir kağıt." diyor Francesco Stellacci, Malzeme Bilimi ve Mühendisliği doçenti, çalışmayı yürüten bilim adamı. Yağı emebilen ilk malzeme bu değil ama bu kağıdın verimliliği diğerlerine göre yüksek. Kullanılan nanoteller potasyum magnezyum oksitten yapılmış.





Yandaki resimde kağıdın yağı nasıl emdiğini görebiliyoruz.

Lazer Tarama Mikroskopisi birçok alanda ve uygulamada kullanılan bir görüntüleme yöntemi. Laser demeti ile cisimler tarandıktan sonra ve yüzeyden yansıyan ışınlar uygun bir detektörle toplanır. Fakat, şu an piyasada olan sistemler çok hantal ve pahalı. Bu yüzden bu mikroskopun uygulama alanı kısıtlı.

Fraunhofer IPMS şirketi Taramalı Foton Mikroskobu adı altında yeni bir alternatif sundu. Mikroskop aynı prensibi kullanarak çalışıyor fakat ışık sapmasında şirketin geliştirdiği 2 boyutlu rezonant mikrotarayıcı ayna kullanılıyor. Aynanın boyutu 4 x 3 mm2. Şirketin gösterdiği 4x10x20 cm boyutlarındaki mikroskop 10 µm/piksel çözünürlüğe sahip 1000 x 1000 piksel boyutlarında görüntü alabiliyor. Mikroskobun optik tasarımı değiştirilerek, performansında artış sağlanabiliyor. Muhtemel uygulama alanları biyoteknoloji ve floresan ölçümler. Hep ışıklı hem de karanlık bölgelerde ölçüm yapılabiliyor.

Tokyo Üniversitesi profesörü Masayuki Nakao, gelişmiş devre yapımında kullanılan karbon nanotüp üretim teknikleri ile 1 mikron genişliğindeki bir kaseye 20 nm kalınlığındaki "noodle" ları doldurabilmiş. Tabak, silikondan metal parçacık demeti yöntemi ile üretilmiş. Makarnaların sosu ise etanol ve katalizörlerle yapılmış. Soldaki resimde bu makarna dolu kaseyi görüyoruz.

Buckyball'lerin hayvan hücrelerinin hücre zarından kolayca geçerek insanlar için zararlı olabileceğini gösteren bir çalışma yayınlandı.

Calgary Üniversitesi biyokimyager Peter Tieleman ve Luca Monticelli bilgisayar similasyonları kullanarak C60 molekülü ile hücre zarı arasındaki etkileşimi modellediler. Moleküller zarda mekanik bir hasar oluşturmadan içeriye geçip hücre içinde yeni yapılar oluşturabiliyorlar.

"Buckyball'ler ticari birçok üründe kaplama olarak kullanılıyor ama moleküllerin zararlı olup olmadıklarını bilmiyoruz" dedi Tieleman. "Çalışmalarımız moleküllerin beyin kan bariyerini geçip hücre fonksiyonlarını değiştirebileceğini gösterdi. Bu sonuç ise "Maddeler sağlımıza ve çevreye nasıl etki edecek?" tarzındaki endişeleri artırıyor.

Albany'de bulunan Nanoseviye Bilim ve Mühendislik Fakültesi bugün itibari ile Dünya'da ilk kez Nanoekonomi doktorası yapmış birisini mezun ettiklerini açıkladı.

Dr. Erez Golan Ph.D.'sini Nanoekonomi içerikli Nanoseviye Bilim ve Mühendislik'ten (CNSE) aldı. Erez Golan CNSE'ye İsrail'deki Ben-Gurion Üniversitesinden gelmiş. Üniversitede fizik ve malzeme mühendisliğini okuduktan sonra masterını malzeme mühendisliği alanında yapmış. Golan'ın ayrıca MBA'i de var. Dr. Golan şu an Applied Materials'da Süreç Teşhisi ve Kontrolü Bölümünde teknoloji proje müdürü olarak çalışıyor.

"Ph.D'mi CNSE'den aldığım için kendimi ayrıcalıklı hissediyorum. Ayrıca NanoCollege'e has ve ilgi alanımda olan Nanoekonomi programında okumuş olmam da ayrı bir güzellik. " diyor Dr. Golan.

Peki nedir bu nanoekonomi? Nanoekonomi nanoseviyedeki teknik bilgi, ürün ve sistemlerin gelişmesi sonucu ortaya çıkan ekonomi ve ticaret prensiplerinin formulasyonu, araştırılması ve analizidir. Dr. Golan tezinde nanoelektronik ekosistemleri eski yöntemlerle ya da yeni metodlarla üretmenin sektörü nasıl etkileyeceğini incelemiş. Tabi ki yeni metodları sistemlere uygulamanın nanoelektronik endüstrisinde mesafe katetmek için şart olduğu ortaya çıkmış.

UAlbany College hakında kısa bir bilgi:
The UAlbany CNSE nanobilim, nanomühendislik, nanobiyobilim ve nanoekonimi alanında araştırma yapmaya ve eğitim yapmaya adanmış ilk üniversite. Mayıs 2007'de Small Times degisinin yaptığı yıllık sıralamada nanoteknoloji ve mikroteknoloji alanında Dünya'da birinci olmuş. Fakültede 1700'den fazla bilim adamı, araştırmacı, mühendis ve öğrenci var. IBM, AMD, SEMATECH, Toshiba, ASML, Applied Materials, Tokyo Electron, Vistec Lithography ve Freescale gibi şirketlerden araştırmacılar var. 2009 ortasına kadar kapasitenin 2200'e çıkması planlanıyor.

Üniversite Nanoekonomi dışında Moleküler Malzeme ve Yapılar, Optoelektronik Malzemeler ve Yapılar, Spintronik Malzemeler ve Yapılar, Tek ve Çok Katmanlı Çok İnce Filmlerden Yapılmış Nanomalzeme Yapılar, Nanoseviyedeki Malzemelerin Nitelendirilmesi ve Analizi, Nanoteknoloji için Nanomalzemeler alanlarında araştırma yapıyor.

Toronto'da kurulmuş Sig-Na Health Care Inc. adlı şirket Haziran 2006'dan beri "İğnesiz Akupunkturlu Sağlık Çipi" adlı bir ürün satıyor. Patentli nanometre teknolojili silikon taşı kronik ağrıları ve hastalıkları geçiriyor.(muş)

Şirketin sitesinden edindiğimiz bilgilere göre taşlar şu özelliklere sahip:
1- Güvenli
2- Tedaviyi kendiniz yapabiliyorsunuz
3- Verimli
4- Kolay, kullanmayı öğrenmek çok kolay
5- Diğer tedavi çeşitlerine göre ucuz. (acaba?)
6- Yan tesiri yok. Elektrik, manyetizma ve radyasyon kullanılmıyor.

Ürünün fiyatı aslında o kadar da ucuz değil. Tek taş 170$ , 5'lileri 700$, 10'luları 1300$. Bunlara kargo fiyatları dahil değil. Ürünü 30 denemeyip beğenmezseniz iade ediyorsunuz [iade ettikleri para gerçek fiyattan 50$ az]

Yaklaşık 10 yıl önce Dr. Zhilong Xu, geleneksel akupunkturcu, iğnesiz akupunkturun daha çok ilgi çekeceğini düşünmüş ve böyle bir taş üretmeyi hayal etmiş. Binlerce deney ve test sonucunda malzemesini nanoteknoloji ile birleştirmiş ve bu çipler ortaya çıkmış.

Şirketin amacı, insanları doktorlardan tamamen bağımsız hale getirmek değil. Akupunktur yapmak isteyenlere alternatif bir yol sunmak.

Peki tedavi nasıl gerçekleşiyor: Taşı vücudunuza koymadan önce bölgeyi yıkamanız lazım. En önemli kısım bu. Öyle her sıvı ile olmuyor (muş). 20$'a satılan Yüzey Sıvısı (!) ile yıkamanız lazım. [Lens sıvısı gibi bir şey herhalde] Yoksa taşların verimi azalıyormuş. Doğru olabilir tabi ama insan hemen güvenemiyor

Taşın üzerine sıvıyı döküp, vücudunuzun bölgesine bantla yapıştırıyorsunuz. Nereye mi yapıştıracaksınız? Ürünü aldığınız zaman en yaygın hastalıklar ve ağrılar için akupunktur noktaları gösteriliyor. Vücudunuza yapıştırılmış taşlar yaklaşık 45-60 dk. duruyor.

Phoenix uzay aracında bulunan aletlerden biri de İsviçre yapımı bir Atomik Kuvvet Mikroskobu çeşidi. Adı MECA (Mikroskop, Elektrokimya ve İletkenlik Analizcisi) Bu mikroskop Mars toprağında buz kalıntılarını araştıracak. Mikroskop Neuchatel Üniversitesi Mikroteknoloji Enstitüsü, Basel Üniversitesi Fizik Bölümü ve Nanosurf şirketinin ortaklaşa yaptıkları çalışmanın ürünü. Phoenix Uzay aracının amacı ise Mars'ta hayatı destekleyecek su biçimlerinin varlığını tesbit etmek.

Lukas Howard'da göre Nanosurf'ün bu proje yer alması İsviçreli bilim adamlarının nanobilimlerdeki yeteneklerini gösteriyor. "Hiçkimse bu kadar küçük, hafif ve düşük enerjili bir sistemle bu projede yer alamadı." diyor Lukas Howard, fizikçi, Nanosurf kurucularından.

MECA Mars toprağını bir bahçıvanın toprağı incelediği gibi inceleyecek. Çok küçük toprak parçalarını suda çözerek, sıvı kimyasal laboratuvarı sayesinde (WCL) karışımın pH değeri, magnezyum, sodyum, klor, brom gibi minerallerin miktarı belirlenecek, karışımın iletkenliği test edilecek. Mikroskop ile ise toprak zerrelerinin kökeni bulunmaya çalışılacak.

Optik mikroskobun çözünürlüğü mikron başı 4 piksel, bu da 10 mikrometre ilâ 1-2 mm büyüklüğündeki taneciklerin görüntülenebilmesi demek. AKM'nin çözünürlüğü ise 10 nm; görüntüler Mars'ta şu ana kadar çekilmiş en küçük ölçekteki resimler olacak. Bu yazıyı yazarken Phoenix'in inişine yaklaşık 155 dakika vardı. Phoenix ile ilgili ayrıntılı bilgi burada.

Not: Nanosurf'un Türkiye temsilciliğini Teknotıp yapıyor. Teknotıp bu sene düzenlenecek NanoTR 4 konferansına da katılıyor. Merak edenlere duyurulur.

Karbon Nanotüplerin Kullanım Alanları

Depolamada: Lityum atomlarının karbon nanotüplerde depolanabilmesinin bulunmasından sonra, karbon nanotüplerin pil yapımında kullanılması düşünüldü. Yalnız bu geçişi engelleyen iki durum var: birincisi TKKN'ler sabit bir voltajla yüklerini boşaltamaması, ikincisi yüksek miktarda Li depolanamadığı için ağırlık açısından verimin düşük olması. Böyle olmasına rağmen karbon anotlarına 20% düzeyine kadar karbon nanotüp yedirildikten sonra, yük depolama kapasitesinde artış gözlemlenmiştir. Onun için karbon nanotüpler lityum iyon pillerin yerini almada en kuvvetli aday.

Karbon nanotüpler ayrıca hidrojen depolamada da kullanılıyor. Hidrojen enerjisini kullanmada en büyük engellerden biri de hidrojenin depolanmasıdır. Günümüzde birçok grup karbon nanotüpler sayesinde hidrojen depolamaya çalışıyor ve şu ana kadar istenilen performansı sağlayan bir sistem üretilemedi. Gene de karbon nanotüpler hidrojen depolama için umut verici malzemeler.

Çevre Temizlemesinde: Karbon nanotüplerin yüksek yüzey alanı, mekanik kuvvet gibi özelliklerinden dolayı su, hava ve diğer malzemeleri temizlemede kullanılan filtrelerde kullanılması düşünülüyor.

Sensörlerde: Karbon nanotüpler çevredeki değişime çok kuvvetli bir elektronik tepki verdiği için, bir çok şirket nanotüplerden sensör üretmeye çalışmaktadır. Karbon nanotüpler belli çeşit gazlarla temasa geçtiklerinde iletkenlikleri değişmektedir. Eğer nanotüp belli bir antijenle birleşecek yapıda yapılırsa, mekanik rezonansındaki değişime göre nanotüpün bu antijeni tutup tutmadığı anlaşılabilir. Karbon nanotüpten yapılmış ve CO gazına çok hassas bir sensör ile, soba zehirlenmeleri azaltılabilir. Ya da fabrikalardaki tehlikeli maddelerinin sızıntıları anında tesbit edilebilir.

Yapı malzemesi olarak: Karbon nanotüpler AKM sivri ucu olarak kullanılarak daha yüksek çözünürlükte görüntüler elde ediliyor. Malzeme yapımında karşılaşılan zorluklar ise şöyle sıralanabilir:

1-Nanotüplerin yüzeyine atom bağlanamadığı için kompozit malzeme yapımı zordur.

2-Nanotüplerin çok güzel bir biçimde dizilememektedir.

3- Karbon nanotüpler günümüzde çok pahalıdır.

Nanotüplerin kullanıldığı diğer alanlar: tekstil, askeriye, köprülerin çelik halatları (bir parmak kalınlığındaki karbon nanotüpün, şimdiki kalın çelik halatların yerini alacğı düşünülüyor), spor malzemeleri (tenis raketi)

Elektronikte: Bilim adamları karbon nanotüpten işlemci yapmak için uğraşmaktadırlar. "Ve" ve "Değil" gateleri üretilebilmiştir. Tranzistör, ekran, süperiletkenler, mıknatıs da uygulamaların içindedir.

Tıpta: Dış yüzeyinun fonksiyonlaştırılması sonucu, nanotüplerin tıbbi uygulamalarda kullanılması düşünülmektedir. Nanotüplerle ilaç taşıması yapılmak istenmektedir. En büyük sorun ise nanotüplerin insan sağlığı için uygun olup olmadığının bilinmemesidir.

Uzayda: Uzay çalışmaları hala pahalı, bilim adamları bunu azaltmak istiyorlar. Roket yakıtının yüzde 90'ı ilk birkaç yüz kilometrede harcanıyor. Bu yakıt problemine çözüm olarak ise uzay asansörü yapılması düşünülüyor. Nanotüpler, uzaydan sarkıtılıp Dünya'nın dönmesine karşı direnebilen bir malzeme olduğu için (çelik dayanamıyor mesela) nanotüpten yapılan bir asansörle uzaya çıkılabilir diye düşünülüyor. Uzay asansörü yapan ilk gruba NASA'nın 500.000 dolarlık ödülü var.

Salı günü Nature Nanotechnology dergisinde çıkan bir makalede bazı nanotüplerin yeteri miktarda vücud içine çekilmesi sonucu asbest kadar zararlı olabileceği anlatıldı. Bilim adamları nanotüplerin mezotelyama - vücuda bulaştıktan 30-40 yıl sonra anlaşılabilen bir akciğer kanseri - oluşturma riskinin olup olmadığı araştırmış. Sonuç ise, uzun ince çok katmanlı karbon nanotüplerin asbest fiberleri gibi davrandıkları ve kanser oluşturma potansiyeline sahip oldukları.

"Çalışmamız tam da güvenli ve sorumlu bir nanoteknoloji gelişimi için yapılmış stratejik, odaklı bir çalışma. Bir çok alanda kullanılması beklenen bir malzemenin sağlık araştırması yapılmış oldu. Bilim adamları yıllardır uzun, ince karbon nanotüpler hakkında endişelerini dile getirdiler ama ABD'deki hiç bir araştırmacı bu soruya cevap aramadı." dedi Andrew Maynard, makalenin yazarı.

Asbest ile oluşmuş bir salgının ABD'ye 200 milyar $ masraf yapacağı düşünülüyor.

Anthony Seaton, makalenin bir başka yazarı, bundan sonra karbon nanotüp üretilen yerlerde nanotüplerin nefesle alınımının engellenmesini ve bu konuda vakit geçmeden daha geniş araştırmaların yapılması gerektiğini düşünüyor.

Profesör Kenneth Donaldson, University of Edinburgh araştırmayı yöneten bilim adamı, işin tam bitmediğini söylüyor. Nanotüplerin asbest fiberleri gibi akciğer içine kadar girip kansere yol açabileceği tam bilinmiyor. Araştırmacılar ayrıca nanotüplerin sadece fiber gibi davranıp davranmadığını incelediklerini, nanotüplerin akciğerlere olan etkilerini incelemediklerini önemle vurguluyorlar.

Araştırma sonucu iyi bir haber de ortaya çıktı. Kısa ve spiral karbon nanotüpler, asbest fiberleri gibi davranmıyor. Bu sonuca göre sağlıklı ürünler için hangi tip nanotüplerin kullanılması gerektiği bulunabilir.

Sağlık ve Nanoteknoloji nanoteknolojinin şu an en önemli alanı bence. Nanoteknolojinin hayatımıza girmesi için nanoürünlerin sağlıklı olduğunu göstermek gerekli. Ülkemizde de tıp uzmanlarının bu konuya eğilmesi çok mantıklı bir hareket olacaktır. Çünkü Dünya'da bu konu üzerine çalışan çok az kişi var.

NASA belirli bakteri, virüs ve parazit türlerini izleyebilen nanoteknoloji tabanlı biosensör geliştirdi. Bu biosensör sayesinde su, gıda ve kirli bölgelerden yayılan biyolojik tehlikeler önlenecek.

California Moffett Field NASA Ames Araştırma Merkezi bu bionsensör teknolojisini "Under a Reimbursable Space Act Agreement" kapsamında Early Warning Inc., Troy, N.Y.'ye lisansladı. NASA ve Early Warning bundan sonra ortaklaşa biosensör alanında çalışacaklar. Başlarda biosensörün genel ve bir de çok az bulunan mikroorganizmaları tanıması sağlanacak. Bu mikroorganizmalar su ile taşınan hastalıklara sebep oluyor.

"Biosensör çok düşük biyolojik tehlikelere karşı bile duyarlı ultra hassas karbon nanotüpleri kullanıyor." diyor Meyya Meyyappan, Ames Nanoteknoloji Merkezi araştırmacısı. "Ortamda biyolojik bir tehlike olduğu zaman, biosensör bir elektrik sinyali üretiyor. Bu elektrik sinyali sayesinde ortamda var olan mikroorganizmaların konsantrasyonu hesaplanabiliyor. Ayrıca nanotüpler küçük olduğu için, bir çipe milyonlarca çip yerleştirilebiliyor."

Early Warning yetkilileri, gıda ve içecek şirketlerinin, fabrika, hastahane ve havalimanlarının bu biosensör sayesinde patojen salgınlarını laboratuvar ve teknisyene gerek kalmadan engelleyebileceklerini açıkladı.

"Biyolojik tehlikeler ABD ve Dünya'da her gün gerçekleşiyor. [Early Warning sitesindeki bilgiye göre 20-05-2008 itibari ile biyolojik salgın sayısı 608, bu da her gün yaklaşık 4.3 salgın demek.] Bu salgınları durdurmanın yolu ise kuşku duyulan her patojenin hızlı ve sık kontrolü. Birçok patojenin varlığı ya insanlar hasta olunca ya da ölünce anlaşılıyor. Biyolojik tehlikeler su ve yiyecek yoluyla ve engellenmesi çok zor kaynaklardan yayılıyor." dedi Neil Gordon.

Early Warning 2008 sonunda su testlerinin sonuçlarını açıklayacak.

Son olarak, NASA bu teknolojiyi uzay uygulamalarında kullanmayı düşündüğünü ekleyelim.

Dün gece saatlerinde raporun özetini sizlerle paylaşacağım demiştim. Bugün raporun ilk özetini oluşturdum. Devamını yarın yazacağım. İngilizce bilenlerin raporu okuması tavsiye edilir. Buyurun.

NNI'nin nanoteknoloji tanımı ile başlayalım: 1-100 nm aralığında maddelerin gösterdiği farklı özelliklerin anlaşılması, kontrol edilmesi ve kullanılması.

NNI'nın 2009 bütçesi 1.5 milyar $. Böylece kurulduğu 2001 yılından 2009'a kadar bu kurum sayesinde nanoteknolojiye aktarılan para 10 milyar $ olacak.

NNI'nın 4 alt komitesi var: Nanoteknolojideki Genel Gelişmeleri inceleyen bir birim, Nanoteknolojinin Çevre ve Sağlığa olan etkisini inceleyen bir birim, Nanoteknolojinin Endüstri ve İnovasyonla olan ilişkini inceleyen bir birim, Nanoteknolojiyi topluma çeşitli yollarla duyurmaya çalışan bir birim. Şimdi de UNAM'da bu birimlere karşılık gelen birimler var mı bakalım:

NNI Genel Araştırma Birimi: Sanırım bunu her araştırmacı kendisi yapıyor. UNAM'ın sitesinde böyle bir birimden bahsedilmemiş.

NNI Sağlık Birimi -UNAM: Tıbbi Uygulamalar için Lazerler ve Lazer Fiberler: Mehmet Bayındır, Ömer İlday; Nanobiyoteknoloji: İhsan Gürsel, Mehmet Öztürk, Tamer Yağcı, Can Akçalı, Cengiz Yakıcıer, Uygar Tazebay [Bu birimlerin nanoteknolojinin sağlık üzerine etkisini araştırıp araştırmadığını bilmiyorum. ]

NNI Endüstri ve İnovasyon Birimi: Böyle bir birimde ne yazık ki göremiyoruz. Bunun sebebi ise UNAM'daki bilim adamlarının fen fakültesi ve elektronik mühendisliği öğretim elemanlarından oluşması. UNAM'a endüstri ile ilgili araştırmacıların katılıp, böyle bir birimin açılmasını temenni ediyoruz. Bu birim sayesinde UNAM'da yapılan projelerin şirketleşmesi hızlanabilir.

NNI İletişim Birimi: Ben şahsen böyle bir birimi siteden göremedim. UNAM nanoteknoloji konusunda çok doyurucu bilgiye sahip bir siteye sahip değil ne yazık ki. Şimdilik, nanoteknoloji dünyasında olup bitenleri toplumla paylaşma gibi bir görevi yerine getiremiyor. Temennimiz, UNAM'ın nanoteknolojiyi ülkemizde daha çok kişiye ulaştırması.

[UNAM'ın kurulması ülkemiz açısından önemli bir mesele, bunu kimse inkâr edemez. Benim burada yapmaya çalıştığım UNAM'ı geliştirmek yapılabilecekler hakkında bir fikir belirtmek.]

Önemli Sonuçlar:
1 - Amerika nanoteknolojide hâlâ Dünya lideridir: Bu sonuca varılırken ülkelerin AR-GE çalışmaları, bilimsel yayınları, yapılan atıflar ve patentleri göz önünde bulundurulmuş. AB'nin makale sayısı ABD'deninkinden fazladır. Çin'in etkisi artmaktadır. NNI destekli bir çok araştırma ticari uygulamalara dönüşmüştür. "Nanoteknolojik ürünün" standart bir tanımı olmadığı için karar vermekte zorlanılmış.

2- Nanoteknolojiye has etik sorunlar yoktur: Nanoteknolojinin zararları hakkındaki endişeler diğer teknolojik gelişmeler için de vardır: eşitlik (herkes nanoürün alabilecek mi?) ve gizlilik (kişisel bilgilere herkes ulaşacak mı?) Nanoteknolojinin sosyal hayata etkisi araştırmalarına devam edilmelidir.

3- Nanoteknolojik standardlar oluşturulmalıdır: Ülkeler AR-GE, ticaret konularında standardlarını belirlemelidir.

4- İletişim: NNI nanoteknoloji hakkında güvenilir bir kaynak haline gelmelidir. Aldatıcı ve abartılı ifadelerden kaçınmalıdır. [Aynı şey UNAM için de söylenebilir. Ne yazık ki ülkemizde medya bilim adamlarımızın her çalışmasını çok fazla abartarak vermektedir. Gazete, TV Türk bilim adamlarının yaptığı çalışmayı, sanki Dünya'nın tüm sorunlarına çözüm olarak sunuyorlar.Bunu engellemek için UNAM kendisi tanıtımını yapabilir.]

Bu ana kararları verdikten sonra son 3 yılda nelerin değiştiğini aktarıyor rapor.

2005 ile 2008 Yılları Arasındaki Fark

1- Yatırım Miktarı: Aşağıdaki grafik, ABD'nin nanoteknolojiye harcadığı para miktarını gösteriyor. Görüldüğü gibi yapılan yatırım, her yıl artmış. 2009'daki bütçe 2001'dekinin nerdeyse 3 katı. Dikkati çeken bir başka nokta ise, bütçenin büyüme hızının son yıllarda düşmesi.

Özel sektörün Dünya çapında nanoteknolojiye aktardığı miktar 2005'te 5 milyar iken 2007'de 7 milyar oldu. Bu da nanoteknolojiye Dünya çapında önem verildiğini gösteriyor.

ABD 2005 yılından beri kanser nanoteknolojisi ve nanoilaç araştırması yapmak için tam 21 araştırma merkezi kurdu. NNI toplamda 81 araştırma merkezine sahip. Ülkemizde şimdilik sadece 1. Bu da büyük bir gelişme. UNAM'ın sistemi daha tam oturmadığı için başka merkezler inşa edilmiyor olabilir. UNAM sistemini oturttuktan sonra başka merkezlerin açılması lâzım.



Bu resim ise ABD'nin hangi sahaya ne kadar para aktardığını gösteriyor. (milyon dolar)









ABD'deki nanoteknoloji merkezlerinin haritası.











Önemli Not: Nanoteknoloji endüstrisi diye bir kavram olmadığı için, ülkeleri nanoteknoloji alanında karşılaştırmak biraz zor. Karşılaştırma şimdilik yayınlar, yapılan alıntılar, araştırma merkezi sayısı, yeni ürünler ve patent sayısı gibi değişkenlere göre yapılıyor.

2- Makale Sayısı

Yandaki grafikte ülkelerin son 16 yılda yayınladıkları nanoteknoloji konuları makalelerin sayısını görüyoruz. ABD ülke bazında lider fakat AB ülkelerin toplamı ABD'yi geçiyor. Çin de (Tayvan ile birlikte) önemli bir ülke.




Bu grafikte de her yıl ülkelerin nanoteknoloji ile ilgili makalelerin yüzde kaçına katkısı olduğu gösteriliyor. ABD açık ara önde. Bu iki grafikte Science, Nature ve Proceedings of Natural Academy of Sciences dergilerindeki makalelere bakılmış.






Bu grafik ise SCI (Bilimsel Alıntı Endeksi) hangi ülkeden makalelere ne kadar atıfta bulunulduğu gösteriyor. Sırasıyla ABD, AB, Çin, Japonya, Almanya, İngiltere, Güney Kore, İspanya, Kanada, Hindistan, Hollanda, İsveç, Tayvan, Avustralya, İsviçre, Singapur, Belçika ve İsrail.

NNI(National Nanotechnology Initiative)'ın görevlerinden biri, nanoteknoloji konusunda Dünya'da olup bitenleri, ABD'nin liderliğini nasıl koruyacağını, yapılan çalışmaların verimli olup olmadığını, nelerin yapılması gerektiğini Başkan'a bir rapor halinde sunmak. 2003'te kurulan kurum ilk raporu 2005'te, 2. rapor 8 Nisan 2008'de yayınladı. İkinci raporu buradan indirebilirsiniz.

Raporu indirdim, ilk iş Adobe Reader'daki arama kutusuna "Turkey" yazdım ve "enter" tuşuna bastım. Pek ümitli değildim sonuç çıkmasından aslında, ama o da ne....

Vaka analizleri başlığındaki enerji alt başlığında Salim Çıracı ve Taner Yıdırım'ın karbon nanotüplere titanyum atomları ekleyerek hidrojen depolama kapasitesini %15'e çıkardığı araştırmaya yer verilmiş.

Çinli araştırmacılar çapı bir kaç nanometre olan "altın taç" ürettiler. Taç biribirlerine altın-altın bağı ile bağlı 36 tane altın atomundan oluşuyor. Yapı, şu ana kadar altından üretilmiş en büyük halka sistemi. Daha önceki rekor 16 atom idi.

Büyük moleküler halkalar 40 yıldan beri bilim adamlarının dikkatini çekiyor. Bu yapıların ilki 1967 C. J. Pederson, J.-M. Lehn, ve D. J. CramLarge'ın ürettiği eter tacı. 1987 Kimya Nobel Ödülünü de, buluşlarından dolayı bu bilim adamları aldı. O zamandan sonra, büyük moleküler halka yapıları yeni fonksiyonel malzeme bulunmasında ve nanoteknolojide kullanıldı. Metal-metal bağlarına sahip halka yapımı hâlâ bir sorun olarak duruyor.

Araştırmacılar halka üretimine 6 altın atomu ile başlamış. 3 altın atomu üçgen oluşturacak şekilde bağ yapmış. Bu üçgenin köşesindeki her atom, diğer üçgenin köşesindeki atoma bağlı. Bu çift üçgene daha sonra 3 organik ligand bağlanıyor. Oluşan bu yapı 3'lü "pervaneye" benziyor. Bu "pervanelerin" 6'sı kendiliğinden birleşme yoluyla biribirlerine bağlanıyor. Bu halka sisteminde altın atomları taca benzeyen bir yapıyı oluşturuyor: 6 tane çift üçgen birbirine iki köşeden bağlı. Boştaki köşeler de taç düzleminin üstünde ve altında kalan bir desen oluşturuyor.

Ulusal Gelişmiş Endüstri Bilim ve Teknoloji Enstitüsü araştırmacıları Tek Katmanlı Karbon Nanotüpler (TKKN) kullanarak, 3 boyutlu altlık ürettiler. "Karbon Nanotüp Altlığı" mikroüretim litografya teknikleri kullanılarak karbon nanotüplerin yanyana getirilmesinden oluşturulmuş.






Bu yeni teknoloji ile her türlü şekle sahip elektronik parçası istenilen yerde üretilebiliyor. Mesela, enstitü binden fazla 3 boyutlu karbon nanotüpten oluşan elektronik parçasını üretti.

Karbon nanotüp altlığın üretim aşamaları şu şekilde:
1- Si sübstratı katalizör yardımı ile doğrusal bir şekilde desenleniyor.
2- "Su Eklemeli Kimyasal Buhar Biriktirme" (Bu metodu enstitü 2004 yılında geliştirmiş) kullanılarak, karbon nanotüp filmleri dikey olarak Si sübstratı üzerinde diziliyor.
3- Sübstrat sıvı içine batırılıp çıkarılıyor, bu sayede karbon nanotüp filmleri sübstrat üzerinde birikiyor.
4- Sıvı kurudukça, karbon nanotüp filmleri daha yoğun hale geliyor ve sımsıkı bir şekilde sübstrata yapışıyor.

Karbon nanotüp altlığı hafif ve kuvvetli bir yapıya sahip. Altlık aynı zamanda çok esnek, telleri 90° bükülse bile, kırılma olmuyor. Elektrik direnci, dizilme yönüne paralel yönde 0.008Ω·cm , dizilme yönüne dik yönde ise 0.20Ω·cm, yani anizotropik bir madde.

Altlık fotomaske ile kaplandığında da kırılmıyor. Böylece litografik tekniklerle, altlığa istenen şekil verilebiliyor. Örneğin, enstitü karbon nanotüpten manivela üretmiş.


Enstitü ayrıca, karbon nanotüp anahtarı da üretmiş. (yandaki resim) Anahtarın açılıp kapatılması ise, elektrotlara elektik vermekle oluyor.


Enstitünün planı, karbon nanotüp altlıkların fiziksel özelliklerini ortaya çıkarıp, bu özelliklerden yararlanan karbon nanotüp bir parça üretmek.




Makale Nature Nanotechnology dergisinin 4 Mayıs 2008'deki internet sayısında yayınlandı.

Rice Üniversitesi Kimya Bölümü'ndeki Jim Tour 2005 yılında tek molekülden oluşan, Dünya'nın en küçük arabasını - nanoarabayı - üretmişti. Bu araba için, insan saçı çok şeritli bir otoban gibi. Jim Tour'dan önce de hareket eden cisimler yapılmıştı ama hiçbiri 4 tekerlek üzerinde gitmiyordu. Bu sene, bu araba nanoaraba Dünya'nın en büyük sanatsal araba şöleni OrangeShow'a katıldı.

Bir çok banka kredi kartlarının kullanımını daha güvenli hale getirmek için uğraşıyor. Ülkemizdeki son gelişme şifre sistemi. Günümüzde biliyorsunuz kredi kartınızı çalan birisi şifreyi bilemeden, alışveriş yapamıyor. Bu haberimiz kredi kartları güvenliği ile ilgili bir gelişme.

Amerika'da bulunan SmartMetric şirketi şifresi parmak izi olan "Biometric Card" adlı ürünü piyasaya çıkardı.

8 yıllık AR-GE'nin ürünü olan bu kart, şifre olarak kullanıcının parmak izini kullanıyor. Bu sayede alışveriş yapan kişinin gerçekten kart sahibi olduğu biliniyor.

Üretilen kartın içinde Dünya'nın en küçük parmak izi tarayıcısı ve okuyucusu bulunuyor. Kartın içinde sadece alışveriş esnasında çalışan, kopya kağıdı kalınlığında bir pil bulunuyor. Şirket başkanı Mr. Colin Hendrick, gelişmenin kredi kartı güvenlik sektöründe devrim yaratacağını ve SmartMetric'i kredi kartı ve banka kartı endüstrisinde Dünya lideri yapma potansiyeli taşıdığını söyledi.

Şirket nanoteknolojiyi kullanarak en küçük parmak izi tarayıcısını yaptı ve kredi kartının içerisine koydu. Bir çok kişi bunun imkansız olduğunu düşünüyordu.

Kart standart SmartCard çipi kullandığı için, Dünya'daki ATM ve POS makinelerinin %90'nında kullanılabiliyor.

Harvard Üniversitesi, Almanya'da bulunan Jena, Gottingen ve Bremen üniversiteleri ile işbirliği sonucunda ileride birçok ticari üründe kullanılabilecek nanotel içeren fotonik ve elektronik tümleşik devre üretimi yöntemi geliştirdiler.

Yarıiletken nanoteller ucuz kimyasal yöntemlerle kontrolsüz bir biçimde üretilebiliyor. İşin zor kısmı, nanotelleri kontrol ederek fonksiyonlu bir devre yapmak. Araştırmacılar, silikon tümleşik devre yapımında kullanılan "spin-on glass" yöntemi ve fotolitografyayı birleştirerek, nanotelleri silikon üzerine entegre eden düşük masraflı, yüksek miktarda tekrar tekrar üretim yapmayı sağlayan yöntemi gösterdiler.

Üretim yöntemi nanotellerin geometrik dizilişine bağlı olmadığı için, diğer nanotel birleştirme ve dizme yöntemleri ile birleştirilebilir. Araştırmacılar, yapılacak bu birleşmenin kuvvetli fotonik devreleri yapabilmemizi sağlayacağını düşünüyor.

Şimdi aygıtın çalışma prensibini açıklayalım. Nanotel yüksek iletkenliğe sahip sübstrat ve metalik sübstrat arasına sıkıştırılmış. Kısa devre oluşumunu engellemek içinse iki sübstrat arasına "spin-on glass" koyulmuş. Nanotel uzunluğu boyunca akım geçirilebiliyor. Böylece aygıt, LED olarak kullanılabiliyor. LED'in rengi kullanılan nanotele bağlı. Araştırmacılar, silikon üzerine dizilmiş ZnO nanotelleri kullanarak yüzlerce morotesi LED üretmiş.

Araştırmacılar buluşları için patent başvurusunda bulundu.

Debiotech ve STMicroelectronics dün (23 Haziran) geliştirdikleri minyatür insulin pompasının ilk prototipinin incelenmesinin bittiğini açıkladı. Ürünün adı Nanopump.

Nanopump'ın çalışması MEMS (Mikro-Elektro-Mekanik Sistemler) teknolojisi üzerine kurulu. Ürün ilk testleri başarıyla geçti ve şimdi seri üretim için hazır.

Pompa şeker hastalarına daha kaliteli, verimli ve kolay bir tedavi sağlıyor. Ürünün insülin salınımı pankreasın insülin salınımına çok yakın.



Bu çok küçük alet, Debiotech'in insülin ulaştırma sistemlerindeki tecrübesi ile ST'nin yüksek sayıda silikon tabanlı mikrosıvı aleti üretebilmesinin birleşmesi sonucu oluşturulmuş. Nanopump şimdiki insülin pompalarının 4'te biri büyüklüğünde
ve 2 kat daha fazla insülin kapasitesine sahip.

Ürün iki kısımdan oluşuyor: sabit bir elektronik kısım ve haftada bir değiştirilen depo kısmı. Boyutlar 65mm x 38mm x 11mm, hacim 27 ml, toplam insülin kapasitesi ise 4-6ml arası. Küçük ebatlardaki bu pompa çok rahat giysilerin altında saklanabilir.

Microsıvı teknolojisi sayesinde insülin dozları daha iyi kontrol ediliyor ve olası işlev bozuklukları tesbit ediliyor.

İnsulin pompası terapisi ya da Sürekli Deri Altı İnsülin Aşısı -Continuous Subcutaneous Insulin Infusion (CSII), günümüzde yaygın olarak kullanılan insülin aşılarına karşı bir alternatif olarak görülüyor. Günümüzde şeker hastaları her gün birkaç kez kendilerine iğne vurmak zorundayken, pompa hastaya göre programlanıyor ve hastanın ihtiyacına göre özel bir depodan vücuda deri yoluyla insülin veriliyor.

Dr. Frederic Neftel, Debiotech'in CEO'su "ST ile yaptığımız işbirliği çok verimli geçti. Medikal alet konusunda işbirliğimizi devam ettirmeyi ve böylece piyasaya yeni aletler sürmeyi düşünüyoruz." diye belirtti.

Karbon nanotüpten yapılmış küçük sensör [5 YKr'un üzerine 500 tane sığıyor] milyarda bir konsantrasyondaki gazları fark edebiliyor. Ayrıca fark edeceği gaz çeşidi yarım dakika içinde değiştirilebiliyor. Genelde gazlara karşı çok hassas olan karbon nanotüp ya da nanotel tabanlı sensörlerin özelliklerinin değiştirilmesi saatler sürüyor.
Araştırmacılar karbon nanotüpleri özel bir kimyasalla kaplayarak, sensörün özelliklerini daha hızlı değiştirmesini sağlamışlar. Büyük alanlardaki zehirli gazlar ya da hareket eden zehirli maddeler, bu tip sensörlerden çokça kullanılarak tesbit edilebilir. "Zehirli malzemenin ortamda bulunup bulunmadığına bakmaktansa, onların hareketine bakılabilir" diye belirtiyor Michael Strano, MIT Kimyasal Mühendislik Profesörü, araştırmayı yürüten kişi, "Zararlı maddeyi hareket eden rüzgar nerede? Madde en yoğun nerede?"Yeni alet iki parçadan oluşuyor. İlk parça çok küçük bir gaz kromotograf [gaz karışımlarını ayrıştırmaya yarayan bir alet] Aletin mikroboyuttaki halini yapmak için araştırmacılar 35 cm uzunluğunda zikzak şeklinde silikon bir çip oluşturdular. Normal gaz kromotograflarında olduğu gibideğişik kimyasallar boru içinden farklı hızlarda geçiyorlar; kimyasal ve fiziksel özelliklerine göre borudan farklı zamanlarda çıkıyorlar.
Kromotografın sonuçları nanotüp sensöre veriliyor. Sensör altın elektrotları arasındaki boşluğu dolduran karbon nanotüplerden oluşuyor. Karbon nanotüplerin iletkenlikleri emdikleri gazın miktarına göre değişiyor. İletkenlikteki değişimi ölçerek, gazlar ayırt ediliyor. "Pratiklik açısından mikro gaz kromotograf ile karbon nanotüp sensörü birleştirmek, herhalde [en iyi] yöntem." diyor Pulickel Ajayan, Rice Üniversitesi makine mühendisi ve malzeme bilimi profesörü. "Gerçek hayat örneğinde, gazların teşhisinden önce, bir grup gazın - mesela havayı kirletici gazlar- ayırılması gerekir."Proteinle kaplı olmayan karbon nanotüplerin gaz emme potansiyeli yüksek olduğu ve emilen gazların çıkarılması saatler sürdüğü için, karbon nanotüplerin proteinle kaplanma ihtiyacı doğmuş. Araştırmacılar nanotüpleri aminle kaplayınca, gaz ile nanotüp arasında oluşan bağlar zayıflamış. Böylece kromotograftan geçen gazlar nanotüpe sadece birkaç milisaniye yapışıyor. Kaplanmış nanotüpleri eski haline getirmek ise 26 saniye sürüyor.
Değişik araştırmacılar tarafından bu sensörden daha hassas sensörler üretilmiştir. Ama bu sensörün özelliği kromotograf ile sensörü birleştirmiş olmasıdır.

2008 Milenyum Teknoloji Ödülü Profesör Robert Langer'a kontrollü ilaç dağıtımı için geliştirdiği biyomalzemeler çalışmalarından dolayı verildi. Dünya'nın en büyük teknoloji ödülü Finlandiya Teknoloji Akademisi tarafından insanlık hayatını iyileştiren ve geliştiren teknolojik gelişme sahiplerine iki yılda bir veriliyor. Bu yılki ödül töreni 11 Haziran'da yapıldı. Langer 800.000€'luk ödülün sahibi oldu.

Robert Langer'ın inovasyonları kanser, kalp hastalıkları ve diğer birçok hastalığın tedavisi üzerinde etkili oldu. Çalışmaları ayrıca doku mühendisliği, biyolojik dokuların yerine yapay dokular koyma, alanında gelişmelere sebep oldu. Şu an Dünya'da 100 milyon kişi gelişmiş ilaç dağıtımı sistemlerini kullanıyor ve bu sayı gitgide artıyor. Doku mühendisliği gelecekte tedavi yöntemlerini tamamen değiştirebilir.

Langer'ın MIT'deki laboratuvarı Dünya'nın en büyük biyomedikal mühendisliği laboratuvarı. Lagner'ın 380 patenti, 680 makalesi ve 13 kitabı var.

Milenyum Teknoloji Ödülünü daha önce Tim Berners Lee (internetin mucidi) ve Shuji Nakamura (parlak mavi ve beyaz LED üretimi) almışlardı.

Marsilya Aix-Marseille Üniversitesi araştırmacıları, tümör hücrelerinden yapılan nanoparçacıklar ile tümör hücrelerinin büyümesini ve üremesini durduran bir antikanser ürettiler.

Araştırmacılar çalışmalarına pankreas kanser hücrelerinde üreyen tümör hücrelerinin zarlarını inceleyerek başlamışlar. Nanoparçacıklar saflaştırıldıktan sonra tümör hücrelerine verilmiş. Nanoparçacık miktarı ile tümör hücresi ölümü arasında doğru orantı saptanmış. Ayrıca nanoparçacıkların normal hücrelere etki etmediği bulunmuş.

Nanoparçacıkların apoptosizi tetiklediği de saptanmış. Nanoparçacıkların tümörleri öldürme mekanizması tam olarak bilinmiyor.

Makale FASEB Journal dergisinde yayınlandı.

Case Western Reserve Üniversitesi Tıp Okulu ve Penn State Hershey Tıp Üniversitesi araştırmacıları korneadaki iltihaplara karşı yeni bir tedavi yöntemi geliştirdiler.

Dr. Eric Pearlman ve Dr. Mark Kester yöntemi yeni bir seramiti kullanıyor. Bu seramit nano paketçiklerle vücuda verilince kornea iltihabı azalıyor. Bu nano paketçikleri göz damlası gibi düşünebilirsiniz. Araştırmacılar ilacı insan üzerinde denemeyi planlıyorlar.

Kornea iltihapları uzun süre [2 hafta] lens takmak sonucu görülebiliyor. Dünya'da 140 milyon tane lens kullanıcısı olduğu düşünülüyor. Bu kullanıcıların %5'inde bile kornea iltihabının görülmesi, lens sektörünü derinden etkileyeceği düşünülüyor.

İsviçreli ve İsrailli bilim adamları gümüş nanoparçacıklarla kaplı pamuk, naylon ve polyester kumaş üretme yöntemi geliştirdiler. Yöntem tek aşamadan oluşuyor, zararlı madde içermiyor. Ayrıca, yöntem iplik üzerinde değilde üretilmiş kumaş üzerinde uygulanıyor.

Su/Etilen glikol karışımındaki gümüş nitrat çözeltisine kumaş bırakıldıktan sonra ultrason uygulanıyor. İlk karışıma ayrıca amonyum hidroksit ekleniyor. Etilen glikol gümüşü metal haline getirmeye yarıyor fakat kararlı bir yapı olan [Ag(NH₃)₂]⁺ oluşunca, reaksiyon hızı düşüyor ve çok küçük gümüş parçacıkları yani nanogümüş parçacıkları oluşuyor. Kumaş kurşuni bir renk alıyor. Çöken gümüş kumaşın çeşidine göre değişiyor. Ultrason parçacıkları kumaş yüzeyine itiyor gibi düşünülebilir. Parçacıkların boyutu 80 nm, daha büyük parçacıklar da görülüyor.


Kumaşın gümüş parçacıksız ve gümüş parçacıklı hali.















a) Kumaş ipliklerinin önceki hali
b) Gümüş nanoparçacıklı iplikler
c) Gümüş nanoparçacıklara yakından bakış.

Waterloo Üniversitesi Dünya'daki tek Nanoteknoloji Mühendisliği adlı lisans bölümüne sahip. Bölüm Kimya Mühendisliği, Elektrik ve Bilgisayar Mühendisliği ve Kimya Bölümlerinin ortak çalışmasına sahip. Bu bölümün amacı öğrencilerde nanoteknoloji hakkında temel oluşturmak. Bölümün sloganı "Küçük düşün, büyüğü hayal et..."

Programda 4 ana konu var:

1- Nanomühendisleme malzemeler:
- Nanokristal ve nanotozların üretimi ve karakterizasyonu.

2- Nanoelektronik
- Günümüzdeki elektronik sanayisinin sınırlarını aşmaya yarayacak sistem ve malzemeler.

3- Nanobiosistemler
- Biomalzemelerin moleküler seviyede kontrolü.
- Hedefe giden ilaçlar.

4- Nanoaletler
- Atomik seviyede kimyasal ve biyolojik analiz yapan aletler.

Basit bir tanımla başlayalım: Kuantum noktacıkları ya da nanokristaller büyüklükleri 2-10 nm arasında değişen bir yarıiletken türüdür. Boyutlarının küçük olmasından dolayı kuaantum noktacıklarının özellikleri üzerinde kolayca oynanabilir ve böyle bu parçacıklar yeni uygulamalarda kullanılabilir. Kuantum noktacıklarının özellikleri en çok boyut ve içerdiği atomlara bağlıdır.

Kuantum noktacıklarını daha iyi anlamak için önce bazı kavramları açıklayalım:

Değerlik bandı:
Katılarda değerlik bandı mutlak sıfırda elektron bulunan yerlerdeki elektron enerjilerinin oluşturduğu aralıktır. Yarıiletkenlerde ve yalıtkanlarda, iletkenlik bandının üzerinde yasak bant ve bu boşluktan sonra iletkenlik bandı vardır. Yasak bant ise elektronun bulunma olasılığının sıfır oldugu yasak enerji duzeylerinin tümünün adıdır. Metallerde iletkenlik bandı ile yalıtkanlık bandı arasında boşluk yoktur.
















Yarıiletkenlerde ve yalıtkanlarda düşük seviyede iletkenlik görülmesi değerlik bandının özelliğinden dolayıdır. Elektronların sayısı ile değerlik bandındaki state [Türkçesini bilmiyorum] sayısı eşit olduğundan, bir elektrik alan uygulandığında elektronlar iletim bandına geçemezler, yani enerjilerini artıramazlar; sonuçta akım oluşmaz.

İletim bandı:
Yarıiletkenlerde ve yalıtkanlarda, iletim bandı değer bandından daha yüksekte olan ve elektrik alanı uygulandığında elektronları hızlandırmaya yeten, yani elektrik akımı üretmeye yarayan, elektron enerjisi aralığı.

Elektronlar ve Delikler:
Doğal bir yarıiletkende, elektronların çok az bir kısmı iletken bandında, geri kalanı (çoğunluk) ise değerlik bandında bulunur. Değer bandındaki bir elektronun iletim bandına geçebilmesinin tek yolu, yasak bandı geçecek kadar enerji almaktır. Normal halde hiçbir elektron bu seviyede bir enerjiye sahip değildir. Isı, voltaj, foton uygulayarak bazı elektronların iletim bandına geçmeleri sağlanabilir. [İletim bandına geçen elektronlar orada çok az durur ve hemen gene değer bandına dönerler.] Elektronun değer bandındaki eski yerine ise "delik" denir. Bu animasyon delik kavramını daha iyi açıklıyor.

Eksiton:
Enerji verilerek iletim bandına geçen elektonla, "delik" çiftine verilen ad.

Kuantum Hapsi:
Kuantum noktacıkları yarıiletken olduğu için enerji seviyeleri, yasak bant, iletim bandı, değer bandı tanımları hâlâ geçerlidir. Eksitonları oluşturan elektron ve delik arasındaki uzaklığa Eksiton Bohr Yarıçapı denir. Bu uzaklık her malzeme için farklıdır. Büyük boyutlarda, yarıiletkenin kristali Eksiton Bohr Yarıçapından çok daha fazladır; böylece eksiton doğal büyüklüğündedir. Eğer yarıiletkenin kristal boyutu Eksiton Bohr yarıçapına yaklaşırsa, o zaman enerji seviyeleri sürekli yerine ayrık kabul edilir. Artık enerji seviyeleri arasında küçük ayrıklar vardır. Bu ayrık enerji seviye durumuna kuantum hapsi denir. Bu koşullarda yarıiletken malzeme artık büyük boyutlardaki hali gibi davranmayı bırakır ve kuantum noktacığı olarak adlandırılır.

Enerji Seviyeleri İle Oynanması:
Kuantum noktacıklarının enerji seviyeleri ayrık olduğu için kuantum noktacığına atom ekleyip, çıkarma yasak bölgenin sınırlarını değiştirir. Kuantum noktacığının yüzey geometrisini değiştirmek de yasak bölge enerjisini değiştirir. Atom ekleme çıkarma yöntemi ile istediğiniz renkte kuantum noktacığı oluşturabilirsiniz. Aşapıdaki resimde tüplerin içinde aynı malzemenin farklı renkteki hallerini görebiliyorsunuz.



Resim kaynağı: wikipedia

Bilim adamları uzun süredir kıkırdak zedelenmesinin tedavisi üzerinde uğraşıyorlar. Bir yöntem kıkıdağın şok emme görevini taklit eden yapay bir jel enjekte etmek. Maalesef bu çözüm kısa vadeli, jeli belli zaman aralıkları ile tekrar enjekte etmek zorundasınız. Brown Üniversitesi nanoteknoloji uzmanı Thomas Webster kıkırdak hücrelerini kendisine çeken karbon nanotüpten yapılmış bir yüzey üreterek kıkırdakları yenileyebildi. Çalışma Journal of Biomedical Materials Research, Part A dergisinde yayınlandı.

Webster'ın grubu karbon nanotüplerin kondrositleri [kıkırdak hücresi] kendisine çektiğini fark etmişler. Karbon nanotüplerin yüzeyi biraz engebeli olduğunu için, doku yüzeyini andırıyor ve hücreler nanotüp yüzeyini üremek için uygun bir ortam olarak görüyor. "Bir nevi vücudu aldatıyoruz" diyor Webster. Ayrıca, hücrelere elektrik sinyalleri uygulayarak hücrelerin daha sık büyümesi sağlanıyor.

Grup, metodu önce hayvanlarda daha sonra insanlarda deneyecek.

NanoBreeze™ Araç Temizleyicisi

Şirket: NanoTwin Technologies, Inc.

Ülke: ABD

Özellik: NanoBreeze® Araç Temizleyisi arabanın içindeki havayı, titanyum dioksit molekülleri yardımıyla fotovoltaik oksidasyonla temizliyor. Ürün 12-Voltluk adaptörle birlikte geliyor, bu adaptör arabanın sigara çakmağı girişine takılabiliyor. NanoBreeze® Araç Temizleyicisi ev klimalarının önüne de takılabiliyor. NanoBreeze alerjik maddeleri parçalıyor, bakteri ve virüsleri öldürüyor, egzos duman ve buharını azaltıyor.

Ürünün İnternet Adresi: *

Fotosentez kelimesini herhalde hepimiz en az bir kere duymuşuzdur. Biyoloji dersinde fotosentezi sadece bitkiler, algler ve bazı bakteriler yapabilir diye öğretmişlerdi.

Günümüzde birçok bilim adamı yapay fotosentez konusu üzerine çalışıyor. Nedir bu yapay fotosentez? Fotosentezi yapay bir sistemle gerçekleştirmek. Yani oluşturacağınız bu sistem karbondioksit, su ve güneş ışığını alacak, ürün olarak da enerji kaynağı ve oksijen oluşturacak. İnsanoğlu böyle bir sistem yapabilirse, hava kirliliğinin ve enerji sorununun ortadan kalkacağı düşünülüyor.

Bilim adamları süreci tamamen kopyalamak istiyorlar, ama bir tane operasyonu bugüne kadar kimse kopyalamamıştı. Nedir bu operasyon? Karbonhidrat üretimi reaksiyonu için gerekli yüksek miktardaki enerjinin elde edilmesi için, ortamda birçok elektronun bulunması gerekiyor. Şu ana kadar oluşturulan sistemlerde ortamda sadece bir elektron bulunabiliyordu, ve haliyle reaksiyon gerçekleşmiyordu.

"Ortamda birden fazla elektron bulunması" 'nı biraz açalım isterseniz. Bu çoklu elektron sistemlerinde bir tane verici molekül oluyor, bir de alıcı molekül. Verici molekülün görevi ışığı emip, ortama birçok elektron salmak; alıcı molekülün görevi ise verici molekül tarafından yayılan elektronları yakalamak. Şimdiki sistemlerde, verici molekül bir seferde bir tane elekton salıyor, alıcı molekül de tabii ki sadece bir tane elektron yakalayabiliyor.

Çin'in Qinhuangdao şehrinde bulunan Hebei Normal Bilim ve Teknoloji Üniversitesi araştırmacılarından Xian-Fu Zhang tek katmanlı karbon nanotüplerin çoklu elektron sistemlerinin kalbi olabileceğini söyledi. Bir karbon nanotüp, içinde bulunan her 32 karbon atomu başına 1 elektron alabilmekteymiş. Yani kısa bir nanotüp bile yapay fotosentezde alıcı molekül görevi görebilir.

Fakat şu an ışık emdikten sonra, çok sayıda elektron salan küçük bir molekül yok. Phthalocyanin (PCler) olarak bilinan molekül sınıfı, ışığı emdikten sonra tek molekül salıyor. Zhang'ın grubu nanotüplere bir sürü PC molekülünü kovalent bağla bağlayarak, çoklu elektron sistemi oluşturabileceklerini fark etmişler.

Araştırmalarının devamında, 1 mikrometre uzunluğundaki karbon nanotüpe 120 PC molekülü bağlamışlar. Bu moleküllerin saldığı elektronların %25'i karbon nanotüpte depolanabilmiş. Karbon nanotüpteki diğer elektronların NADP'yi NADPH'ye döüştürmek için kullanılabileceği düşünülüyor.
"Biz bu sistemi, güneş ışığını verimli bir şekilde elektriğe çevirmek için yapmıştık" diyor Zhang. Neye niyet, neye kısmet.

New York valisi David A. Paterson, bugün IBM'in şehre yapacağı yatırımları açıkladı. Yatırımların New York'u nanoteknolojik AR-GE alanında liderliğe yaklaştıracağı ve şehirde 1000'e yakın yüksek teknolojik iş oluşturacağı düşünülüyor. Eyalet IBM'in yapacağı yatırımın (1.5 milyar $) onda biri kadar (140 milyon $) bağış yapacak.

Yatırımlar birbirini tamamlayan 3 alanda olacak ve IBM'in nanoteknolojik çip üretimini destekleyecek: IBM'in Albany NanoTech'deki etkinliğinin artması, Kuzey New York'ta yeni, gelişmiş yarıiletken paketleme AR-GE merkezi oluşturmak ve IBM'in Dutchess İlçesindeki East Fishkill şirketini geliştirmek.

Yatırımın etkisinin birkaç nesil boyu süreceği, yeni yüksek teknoloji işlerine temel oluşturacağı, şehre olumlu yönden ekonomik etkide bulunacağı yapılan yorumlar arasında.

FresherLonger™ Mucizevi Gıda Saklama Kabı

Şirket: Sharper Image®

Ülke: ABD

Özellik: FresherLonger™ Mucizevi Gıda Saklama paketlerinde bulunan antimikrobiyal gümüş nanoparçacıkları sayesinde, meyveleri, sebzeleri, otları, ekmekleri, peynirleri, sosları ve etleri normalden 3 ya da 4 kat daha uzun süre taze saklayabiliyorsunuz.

Ürünün internet sitesi: Şirketin internet sitesi şu an tam olarak çalışmıyor. Sitede "Şu an sizi karanlıkta bıraktığımız için özür dileriz. Gelişmeleri takip edin." yazıyor.

Şu yazımızda Mars'a gönderilen atomik kuvvet mikroskobundan bahsetmiştim. Nanosurf firmasının ürettiği bu mikroskop, başka bir gezegendeki ilk nanoyapıları ölçen makine oldu. Nanosurf 9 Temmuz'da, çektiği nanometre çözünürlüğündeki görüntüleri başarılı bir şekilde Dünya'ya gönderdi. [soldaki resim] Resimler, bir test yüzeyinin şu ana kadar hiç görülmemiş detaylara sahip. Başarılı görüntü elde edilmesi nanomikroskopların kalibresini yapmaya yarıyor, bu ise Mars'taki gelecek mikroskop ölçümlerinin yapılmasının önkoşulu.

Nanosurf Mars proje müdürü Dominik Braendlin "Atomik Kuvvet Mikroskobumuzun Mars'taki şartlarda çalışması, nanogörüntüleme aygıtlarının kullanımının mümkün olduğunu gösteriyor. Mars'tan ileride gelecek parçaçık görüntülerini sabırsızlıkla bekliyoruz." dedi.

Parçacıkların yüzeyi yüksek çözünürlükte incelendiği zaman, çok sayıda bilimsel veri ortaya çıkıyor. Parçacıklardaki çizik ve erozyon izleri, bu parçacıkların hiç su ile taşınıp taşınmadığı hakkında bilgi veriyor. Bu araştırma için gerekli çözünürlük ise sadece atomik kuvvet mikroskobu ile elde ediliyor.

Bugün PEN'in sitesindeki nanoteknolojik ürün listesinden rastgele bir ürün seçeğim derken, gözüme Microsoft'un oyun konsolu XBOX çarptı. Siteye göre XBOX nanoteknolojik bir üründü. Bakalım nedeni ne?

XBOX 360®

Şirket: Microsoft

Ülke: ABD

Özellik: XBOX'ın içinde bulunan çipi, IBM sadece Microsoft için yapmış, hatta başka müşteriye satmayacağına söz vermiş. Çip üç çekirdekli, biri sistemin beyin vazifesini görüyor. Çip 90 nm teknolojisi ile üretilmiş ve 165 milyon tranzistör içeriyor.

Ürünün internet adresi: *

Günümüzde kullanılan nanoyapı üretim reaksiyonları sonucunda, elinize nasıl bir yapının geçeceğini tahmin etmeniz zor. Nanoyapılarda fazladan bir tane atomun bile, malzemenin özelliğini tamamen değiştirme potansiyeli olduğu için, çıkan nanoparçacık beklediğimiz nanoparçacıkla alakası olmayabilir. Bilim adamları laboratuvarlarında ürettikleri nanomalzemelerin ne kadar atoma, moleküle sahip olacağını reaksiyon bitmeden kestiremedikleri için, nanoyapıları uygulamaya çevirmeleri güçleşiyor. Haberimiz nanoyapıların boyutunun önceden belirlenmesi hakkında.

Amerikan Enerji Bakanlığına bağlı Brookhaven Ulusal Laboratuvarı ve Stony Brook Üniversitesi araştırmacılarının geliştirdiği alet, boyutları 10-100 nm arasında değişen molibden sülfit nanoyapılarını atomik kesinlikte tahmin edebiliyor.

Molibden sülfit, hidrodesülfirizasyonda kullanılacak yeni nesil malzemelerin ilk hali olarak görülüyor. Hidrodesülfirizasyon reaksiyonu doğal gaz ve petrol ürünlerinden sülfürü ayırabildiği için, çevre kirliliğini düşürmekte kullanılması düşünülüyor.

Bilim adamları istedikleri boyuta sahip molibden sülfid nanoparçacıklarını gaz iyonu şekline getirdikten sonra, narin bir şekilde altın yüzeyine diziyor. Nanoparçacıklar altın yüzeyi ile çok az etkileşime girdiği için, bozulmadan kalıyor.

Brookhaven Üniversitesi Kimyacısı Michael White "Bu alet sayesinde bir nanoyapıdaki atom çeşidi ve sayısını kontrol edebiliyoruz. Bu sayede de istediğimiz şekle, boyuta ve kimyasal yapıya sahip nanoyapılar üretebiliyoruz. Bu gelişme yeni nesil katalizör üretimi için çok önemli husular." dedi.

Günümüzde, molibden sülfit nanoparçacıkları hidrodesülfirizasyon reaksiyonlarda kullanılıyor. Fakat optimum aktifliğe sahip parçacık boyutu ve reaksiyonun bu küçük parçacıklarda nasıl gerçekleştiği bilinmiyor. Parçacık boyutunu önceden tayin ettikten sonra, White grubu bu sorulara cevap arayacak.

9 Temmuz 2008'de Journal of Physical Chemistry C dergisinin internette yayınlanan sayısında yayınlanan makalede, White grubu çok kararlı olan "sihirli" bir yapıyı incelediler. Bu "sihirli" yapı, altın yüzeye dizilmiş 4 molibden ve 6 sülfür atomundan oluşuyor. Molekül başka moleküllerle irtibata geçtiği zaman içindeki 4 molibden atomu da aktif oluyor. Bu yüzden bu "sihirli" yapı yeni nesil aktif katalizörlerin prototipi olarak görülüyor. Araştırma grubu bir sonraki aşamada daha büyük ve aktif yapıları inceleyecek.

Nanotozlu Ayakkabı Altlığı

Şirket: Beijing ZJ-Goflong Nanometer Tech. Co. LTD

Ülke: Çin

Özellik: Ayaktaki zararlı malzemelerin %90 oranında emiyor. Yıkanmadan 2-3 yıl giyilebiliyor. SQ-1 nanotoz sayesinde koku yapan bakterileri öldürüyor.

Şirketin web sitesi: *

DeWalt Kordonsuz Elektrik Alet Seti

Şirket: DeWalt

Ülke: ABD

Özellik: Nanofosfat kristalleri ile çalışan, 2000 kere şarj edilebilen bir pil. Nature'da nanofosfatlarla ilgili makale yazan S.-Y. Chung, J. T. Bloking & Y.-M. Chiang üçlüsü batarya şirketi kurar. O sıralarda da DeWalt ürünlerini rakiplerinin üstüne çıkaracak bir gelişme arıyordur. Böylece A123Systems ile DeWalt anlaşır, bu nanoteknolojik ürün ortaya çıkar.