Yeni bir sanayi devrimi Nanoteknoloji

Bir düşünün, beynin kılcal damarları inceliÄŸinde bir ya da birkaç nanorobotun bedeninizde dolaÅŸtığını, burnunuzun içinde, damarlarınızda. Bu gezinti sırasında normal iÅŸlevini görmeyen bir organa rastladıklarına ya da bir sorunla karşılaÅŸtıklarında derhal gerekli müdahalede bulunduklarını, virüsleri öldürüp, hücreleri onardıklarını.Ya da suyun üzerinde yüzecek kadar hafif olmasına karşın yine de çok saÄŸlam olan üstelik kendi kendine renk deÄŸiÅŸtiren bir otomobile sahip olduÄŸunuzu. Heyecan verici deÄŸil mi? Zaten son yıllarda dünyada nanoteknoloji kadar heyecan yaratan çok az bilim alanı var. Ä°ÅŸ dünyasının çehresini deÄŸiÅŸtirecek yeni bir ‘sanayi devrimi’ olarak gösterilen nanoteknoloji, dijital bilgisayarların icat edilmesinden sonra hayatlarımızı etkileyen en önemli geliÅŸme olarak nitelendiriliyor.Nano kelimesi, Latince cüce anlamına gelen ‘nanus’ kelimesinden geliyor. Nano teknoloji, çok küçük maddelerin teknolojisi anlamına geliyor.Nanometre, metrenin milyarda biri ölçeÄŸindedir. Ya da bir milimetrenin binde birine eÅŸittir; bir insanın saç telinin kalınlığı yaklaşık 80 bin nanometre kadardır. Nanometre ölçekli bir parçacık, en küçük canlı hücreden daha küçüktür. Ve dünyanın en güçlü mikroskobu altında ancak görülebilir. ÖrneÄŸin ancak mikroskopla gördüğümüz bir virüsün boyutunun 100 nano olduÄŸunu söyleyelim.Kısacası, nanoteknoloji, üzerinden ölçülen çok küçük ölçeklerde özel çalışmalar ile yapılan ürün geliÅŸtirme ve mühendislik çalışmaları olarak tanımlanmaktadır. Nanoteknoloji ile ilgilenen bilimin adı ise nano bilimdir.Ä°SÄ°M BABASI DR. DREXLERPeki neden dünya harıl harıl bu en küçük teknoloji üzerine araÅŸtırma yapıyor?Çünkü bir maddenin nano büyüklüğü 100 nanometrenin altına indirildiÄŸinde fiziksel, biyolojik ve kimyasal özellikleri çok farklılaÅŸabiliyor.Kaliforniya’da Foresight Enstitüsü BaÅŸkanı Dr. Eric Drexler, Massachusetts Institute of Technology’deki eÄŸitimi sırasında biyolojik sistemlerden esinlenerek molekülsel makineler yapılabileceÄŸini öğrenmiÅŸ ve nanoteknoloji kelimesini ilk kez o ortaya çıkarmış.Nanoteknoloji, ilk olarak moleküler geliÅŸimi hedef alıyor. Bilim insanları artık atomları ve molekülleri birer yapıtaşı olarak kullanarak yeni nesneler yapabiliyorlar. Amaç, fiziÄŸin kurallarına aykırı düşmeden doÄŸanın yapı taÅŸlarını sınırlamak hatta daha da küçültmek.Adı cüce teknoloji ama nanoteknolojinin vaat ettiÄŸi dünya alabildiÄŸine büyük. Yeni enerji kaynaklarının keÅŸfi, saÄŸlık alanında devrim niteliÄŸi taşıyabilecek geliÅŸmeler, temiz bir çevre, bugün kullandığımızdan milyonlarca kez hızlı bilgisayarlar, akıllı giysiler...Potansiyel kullanım alanları arasında daha güçlü ve daha hafif malzemelerin geliÅŸtirilmesi yer alıyor; mikroskobik düzeyde insan vücudunu keÅŸfedebilen ‘nanobotlar’ sayesinde önemli boyutlardaki bilgi çok küçük boyutlardaki mikroçiplere kaydedilebiliyor.20 BÄ°N ARAÅžTIRMACI Nanoteknoloji tüm dünyada çığ gibi büyüyen bir sektör. Bu alanda ÅŸu anda bütün dünyada 20 bin araÅŸtırmacı çalışıyor. Amerikan Ulusal Bilim Akademisi’nin tahminlerine göre, önümüzdeki 15 yıl içinde nanoteknoloji üretim sektöründe çalışacak işçi sayısı 2 milyon olacak.Dünya, nanoteknoloji bilim, araÅŸtırma ve ürünlerinde önümüzdeki 10-20 yıl içinde büyük bir atılım bekliyor. Ãœlke sanayileri hızla nano teknoloji araÅŸtırmaları sonucu elde edilen teknolojiler ve ürünler üzerinde yükselecek. Öyle ki, örneÄŸin teknoloji alanında elde ettiÄŸi baÅŸarılarla dünya ekonomisinde kendine gitgide daha geniÅŸ bir yer bulan Güney Kore’de, kamu araÅŸtırma enstitüleri nanomekatronik, nano ölçekte kuantum aygıtlar, nanobiyoteknoloji, nanoteknoloji tabanlı enformasyon ve enerji depolama üzerinde çok ciddi fonlar yaratılmış durumda.Türkiye bu konudaki stratejisini TÃœBÄ°TAK tarafından hazırlanan ‘Vizyon 2023 Belgesi’ ile belirlemiÅŸ olmasına karşın bu alan için ayrılan bir bütçe henüz söz konusu deÄŸil. Ya kimi üniversitelerin çabaları ya da bazı ÅŸirketlerin ilgilenmeleri sayesinde ufak çaplı çalışmalar yürütülüyor.DÃœNYADA NANOTEKNOLOJÄ° YATIRIMLARINanoteknoloji alanında dünyada en büyük yatırımı ABD yapıyor. Ãœlkede ÅŸu anda 50’in üzerinde nanoteknoloji araÅŸtırma merkezi var ve bunlara her geçen gün yenileri ekleniyor. ABD’de ulusal nanoteknoloji yatırımı 2003 yılı için 710 milyon dolardı, 2005’in ilk yarısı için 850 milyon dolara çıkarıldı. ABD’yi 650 milyon dolarlık yatırım ile Japonya, 400 milyon dolar ile Avrupa BirliÄŸi takip ediyor.Bu alanda yarışa katılan diÄŸer ülkeler Rusya, Ä°srail, Güney Kore, Çin, Kanada ve Avustralya.NANOTEKNOLOJÄ° NASIL GELÄ°ÅžTÄ°?Konuyu ilk dile getiren kiÅŸi, Nobel ödüllü ünlü fizikçi Richard P. Feynman olarak kabul ediliyor. Feynman, 1959 yılında Britannica Ansiklopedisi’nin tamamı bir iÄŸne başı büyüklüğündeki alana nasıl yazılabilir, sorusundan hareketle nano ölçeÄŸe ulaşıyor. Feynman’a göre yazı yazmak için o gün kullanılan araçların 10’da 1’i büyüklüğünde araçlar yapılabilir ve bu araçları kullanarak da 100’de 1’i büyüklüğünde araçlar yapılır ve bu sürer... KonuÅŸmasında, küçültme iÅŸleminin devamında gelinecek noktada (atomlar düzeyi) artık aletlerinin tasarımının gerçekleÅŸmesi için bildiÄŸimiz kurallar dışında baÅŸka kuralların devreye girmesi gerektiÄŸinden söz ediyor. Atomlar veya molekül düzeyindeki yapıların tam kontrolü saÄŸlandığındaysa, neler olabileceÄŸini hayal etmek bile zor. Ancak fikir vermesi açısından karbon nanotüplerden söz edebiliriz. BildiÄŸiniz gibi bugünkü televizyon ve bilgisayar ekranları Katod Işıklı Tüpler (CRT) olarak biliniyor. Karbon nano bilimi kullanarak nanotüplerden geliÅŸtirilen Saha Yayılımlı Tüp (FET) ise, bugün kullandıklarımızdan çok daha parlak, neredeyse gözardı edilebilir kadar az enerji kullanan ve ağırlıkları da çok daha hafif olan ekranların üretimine geçilmesi ve piyasaya çıktığında eskilerinden daha ucuz olması sonucunu doÄŸuruyor.1980’LER MÄ°KROSKOP DEVRÄ°MÄ°AraÅŸtırmacıların daha küçük boyutlarda çalışmaya baÅŸlamasıyla birlikte birçok problem de ortaya çıkmaya baÅŸladı. Boyutlar küçüldükçe, yapılan çalışmaları izlemek zorlaÅŸtı. 1981 yılında IBM tarafından yeni bir mikroskop türü ‘Scanning Tunneling Microspcope’ (STM) geliÅŸtirildi. Bu önemli ilerlemede pay sahibi olan araÅŸtırmacılar, bu buluÅŸları ile 1986’da Nobel Fizik Ödülü’nü aldılar. Aynı zamanlarda STM mikroskobunun bir türevi olan ‘Atomic Force Microscope’ (AFM) geliÅŸtirildi. Feynman’ın bahsetmiÅŸ olduÄŸu enstrümanlar (scanning electron microscope, atomic force microscope, near field microscope vb.) 1980’lerde geliÅŸtirildi ve eÅŸzamanlı olarak geliÅŸen bilgisayar kapasiteleri ile nano skalasında ölçüm ve modelleme yapılması mümkün oldu.1990’LAR KARBON NANOTÃœPLER1990’ların başında, Rice Ãœniversitesi’nde Richard Smalley öncülüğündeki araÅŸtırmacılar, 60 karbon atomunun simetrik biçimde sıralanmasıyla elde edilen futbol topu ÅŸeklindeki ‘fullerene’ molekülleri geliÅŸtirdiler. Elde edilen molekül, 1 nanometre büyüklüğünde ve çelikten daha güçlü, plastikten daha hafif, elektrik ve ısı geçirgen bir yapıya sahipti. Bu araÅŸtırmacılar, 1996 yılında Nobel Kimya Ödülü’nü aldılar. 1991 yılında Japon NEC firması araÅŸtırmacılarından birinin, Sumio Iijima’nın, karbon nanotüpleri bulduÄŸunu duyurdu. Karbon nanotüpler, fullerene molekülünün esnetilmiÅŸ bir ÅŸekli olup benzer ÅŸekilde önemli özelliklere sahipti; çelikten 100 kat daha güçlü ve ağırlığı çeliÄŸin ağırlığının 6’da 1’i kadardı. 90’larda ayrıca Feynman’in fikirleri, Eric Drexler tarafından geliÅŸtirildi ve bir kitap haline dönüştü (Yaratılışın Motorları). Drexler, 1992’de yayınladığı kitabında (Nanosistemler: Moleküler Makineler, Ãœretim ve Hesaplama), bu konudaki genel kavram ve tezleri ayrıntılı olarak anlattı.2000’LER YARIÅž BAÅžLIYOR1999 yılında ABD’de Bill Clinton hükümeti nanoteknoloji alanında yürütülen araÅŸtırma, geliÅŸtirme ve ticarileÅŸtirme faaliyetlerinin hızını artırma amacını taşıyan ilk resmi hükümet programını, Ulusal Nanoteknoloji Adımı’nı (National Nanotechnology Initiative) baÅŸlattı. 2001 yılında Avrupa BirliÄŸi, Çerçeve Programı’na nanoteknoloji çalışmalarını öncelikli alan olarak dahil etti. Bunları dünyadaki baÅŸka birçok ülke daha takip etti ve 21. yüzyılın ilk küresel teknoloji yarışı resmen baÅŸlamış oldu.Â