Kategoriler
Bilim Teknoloji

Türkiye’de Nano Teknoloji Çalışmaları ve Uygulamaları

Türkiye’de Nano Teknoloji Atılımları

Nanoteknolojinin 2025 yılı itibariyle hayatımızı büyük ölçüde etkileyeceği düşünülmektedir. Türkiye de şimdiden nanoteknolojiyi üretir hale gelebilmek için uygun adımlar atmaya başlamıştır. Tübitak’ın 2023 Vizyon Programı’nda nanoteknoloji yer almış ve yol haritası oluşturulmuştur.

Sponsorlu Bağlantılar
Türkiye’de Nano Teknoloji

En önemli gelişme Bilkent Üniversitesi’nde Ulusal Nanoteknoloji Araştırma Merkezi’nin (UNAM) kurulmasıdır. Bu merkezin amacı Türkiye’de nanoteknolojinin araştırma merkezi olmaktır. Devlet Planlama Teşkilatı (DPT) tarafından 28 milyon YTL yatırım yapılan merkez son derece modern aletlerle donatılmıştır.

Nano Teknoloji Nedir? Özellikleri İçin Tıklayınız…

Nano Teknolojinin Kullanım Alanları İçin Tıklayınız…

Türkiye’nin her yerinden araştırmacılar UNAM’ın bu imkanlanlarından yararlanabilmektedir. Gebze Yüksek Teknoloji Enstitüsü, TÜBİTAK MAM, gibi merkezler de nanoteknoloji araştırması yapılan yerlerdendir. Ülkemizde nanoteknoloji ile ilgili etkinlikler de yapılmaktadır. Bunlardan bazıları 4 yıldan beri yapılan NANO TR konferansları, 22-23 Aralık 2008 tarihleri arasında Sabancı Center’daki “Nanoteknoloji Pazarı”‘dır. Şu anda Türkiye’de yeni kurulan 13 tane nanoteknoloji şirketi vardır. Büyük şirketlerin de nanoteknolojik ürünleri piyasaya sürülmüştür.

Türkiye’de Nano Teknoloji Çalışmaları

Akdeniz Üniversitesi bünyesinde kurulan Antalya Teknokenti, nano toz ve antibakteriyel kaplama üretimi konusunda dünyanın en çok tercih edilen merkezlerinden biri oldu. ABD, Japonya, Almanya’dan ünlü şirketler ve distribütörleri, nano teknolojik ürünler için Antalya’yı tercih ediyor.

Antalya Teknokenti bünyesinde faaliyet gösteren NANO Arge Danışmanlık firmasının kurucusu ve sorumlusu Akdeniz Üniversitesi Fen Edebiyat Fakültesi Kimya Bölümü Öğretim Üyesi Prof. Dr. Ertuğrul Arpaç, nano kelimesinin, Latincede ‘küçük’ anlamına geldiğini, Akdeniz Üniversitesi’nde bu alandaki teknolojik çalışmalara 1988 yılında başlandığını anlattı.

Üniversite bünyesinde ilk patentin 1993 yılında alındığını belirten Arpaç, AÜ bünyesinde bir antibakteriyel kaplama laboratuarının kurulduğunu açıkladı.

Prof. Dr. Arpaç, önce küçük aletlerin satın alınmasıyla başlayan çalışmalarda Şişecam, Arçelik, Hyundai Assan gibi şirketlerden projeler almaya başladıklarını anlattı:

“Üniversitede edinilen bilgilerin teknolojiye dönüştürülmesinde çok hızlı hareket ettiğimiz için kişilerle ilişki kurabiliyorduk veya proje bazında anlaşabiliyorduk. Bu da sonuç getirdi. 15′e yakın sanayi projesi yapıldı. Daha sonra teknokent şekillenmeye başladığı anda, ‘Teknokentte acaba böyle bir şey yapabilir miyiz?’ diye düşündük.

Geçen sene eylül-ekim aylarında Teknokent içinde bir şirket oluşturduk. Daha sonra kuluçka merkezinde küçük bir odada NANOen adında bir şirket kurduk. Orada güzel bir laboratuarımız var, tozsuz bir odamız var. Şirketlere göndereceğimiz kaplamaları orada yapıyoruz. Dışarıdan hiçbir elemanımız yok.

Elemanlar yüksek lisans, doktora öğrencileri. Başka üniversitelerden de öğrenciler staj yapaya buraya geliyorlar. Toplam 7 kişiyiz. Araştırma projelerinde yurtdışında şöyle bir kanı vardır: ‘Mevcut 100 projeden 5′i başarılı olursa çok büyük bir başarıdır.’ Biri bile başarılı olsa çok büyük bir başarı kabul edilir. Bizim son zamanlarda yaptığımız projelerin yüzde 70-80′inde başarı var.”

Firmanın nano teknoloji alanında yürüttüğü çalışmalarla kısa sürede uluslararası arenada tanınmaya başladığını vurgulayan Prof. Dr. Arpaç, Almanya’daki bazı şirketlere ait projelerden bazılarının Antalya’dan yürütüldüğünü belirterek, “Onlar sadece projeyi yapıyormuş gibi görünüyorlar ama projeyi yapan ekip burası” dedi.Fonksiyonel kaplama ve nano toz üretimiAntalya Teknokenti

Antalya Teknokenti, BATEK-Batı Akdeniz Teknokent AŞ Yönetici Şirketi adı altında 2004 yılında kuruldu.

Şirketin ismi, yaklaşık bir yıl önce Batı Akdeniz isminin uluslararası terminolojide uygun olmayacağı düşünülerek Antalya Teknokent AŞ haline getirildi.

Akdeniz Üniversitesi ve sanayi ortaklığı ile teknoloji ve arge çalışmalarının teşvik edilerek içinde bulunulan bölgenin kalkınması, ülke sanayisinin gelişmesi, ihracatın artırılması ve uluslararası pazarlarda rekabet gücünün yükseltilmesi amacıyla faaliyet gösteren teknokentte, 25 firma faaliyet gösteriyor.

Prof. Dr. Ertuğrul Arpaç, teknokette fonksiyonel kaplama ve nano toz üretimi yaptıklarını da anlattı.

Fonksiyonel kaplamada metal yüzeyleri ütü veya tencere tabanlarında olduğu gibi camsı kaplayabildiklerini kaydeden Arpaç, bu şekilde yüksek ısıya, çizilmeye, darbelere, çatlamaya karşı ürünün dayanıklı hale getirildiğini belirtti.

Arpaç, antibakteriyel kaplamaların ise ışık olmayan yerlerde kullanılan gümüş bazlı kaplama ile ışık ve nemin olduğu ortamlarda kullanılan antibakteriyel kaplamalar şeklinde ikiye ayrıldığını vurguladı:

“Gümüş bazlı kaplama, ışık olmayan yerlerde kullanılıyor. Medikalimplant kaplamalarında bunları görebiliriz. Bu çalışma uygulama aşamasına geçme noktasında.

Diğeri de ışık ve nemin olduğu ortamlarda kullandığımız antibakteriyel kaplamalar. Bunlar da fayans ve metal yüzeyler gibi aklınıza gelebilecek her türlü yüzeyin kaplanması. Fayansları bu tür kaplamalarla kapladığınız zaman, yüzey kendi kendini temizleyebiliyor.

Şişecam’a yapılan fonksiyonel yazılar var. Bunda da şişe üzerine yazılar yazabiliyoruz. Yazıda bütün renkleri verebiliyoruz. Burada büyük bir enerji tasarrufu sağlanıyor, çok hızlı uygulanabiliyor ve hammadde konusunda dışa bağımlı değilsiniz.”

Prof. Dr. Arpaç, bütün bu çalışmalarla nano teknolojinin Türkiye’de de uygulanabilir olduğunu, Türk insanının buna yeteneğinin bulunduğunu dünyaya ispatlamayı amaçladıklarını söyledi.

NANOen’e Türkiye’deki çok sayıda ünlü firmanın yanı sıra Japonya, Kore, Avusturya, Almanya, Fransa ve ABD’den firmaların geldiğini belirten Arpaç, “Biz onlardan bu konuda bir adım öndeyiz. Teknolojik olarak dünya genelinde çok üst düzeydeyiz” dedi.

Antalya Teknokenti’ndeki çalışmalara İnönü Üniversitesi’nin de destek verdiğini vurgulayan Arpaç, “Başta firmaları ben geziyordum ama şu anda firmalardan talep geliyor, biz onların arasından seçim yapıyoruz ” dedi.

Büyük çoğunluğu yazılım üzerine faaliyet gösteren şirketler arasında bulunan NANOen ve Bekbars ise nano teknoloji ve nano kaplamalar alanında çalışma yapan firmalar durumunda bulunuyor.

Nano Bilim ve Türkiye’de Nanoteknoloji

Ulusal Nanoteknoloji Araştirma Merkezi projesi hakkinda ilk kapsamli haber yaklaşik bir yil önce Bilim ve Teknik’te verilmişti. Nanoteknoloji dünyanin her yerinde hizla popüler hale gelirken ülkemizde de önce bilim çevrelerinde, daha sonra sanayi kuruluşlarinda önemi vurgulanmaya, medyada sik sik yer almaya başladi. Konu çevreden o kadar çok rüzgar aldi ki bilinen teknolojileri önüne ‘nano’ kelimesi ekleyerek bir anda nanoteknoloji olarak önümüze getirenler bile oldu. Nanoteknolojinin dayandiği bilimsel temeller gözardi edilip, sadece internetten alinan heyecanli teknolojik haberlerle abartili ve ateşli ‘bilimsel’ konuşmalar sunuldu. Önceleri az sayida uzmandan oluşan UNAM proje ekibinin önünde bu koşullarda çok zorlu bir süreç bulunmaktaydi. Projenin kapsaminin belirlenip sinirlarinin doğru olarak çizilmesi gerekiyordu. Yeni teknoloji devriminde ülkemize önemli bir konum sağlayabilecek bu girişimimizde, kapsam ve hedefler titizlikle seçilmeliydi. Merkezin kurulma aşamasinda ve gelişme fazlarinda ne küçük düşünmeli ne de gereksiz büyüklüklere kapilmaliydi. Ve buna benzer bir sürü kritik karar ve isabetli vizyon gerekiyordu. Kisaca 21. yüzyilin bu projesine ülkemizde doğru yön verilmeliydi. Geride biraktiğimiz bir yil içinde bir sürü gelişmeler oldu. Bu yazimizi, okuyucularimiza bu gelişmelerden söz edip merkezin araştirma ve eğitim politikalarini tanitmak amaci ile hazirladik. Ama önce ‘nanobilim ve nanoteknoloji’nin bir doğru tanitimini yaparak başlamayi yeğledik.

Nanoteknoloji nedir ?

İntel’in bilinen silisyum teknolojisi ile başlamakta. Kimyasal ve fiziksel özellikler, yapinin Günümüzde hemen her konuşma veya yazida üretip piyasaya sürmeye çaliştiği 50 nanometre büyüklüğüne ve atom yapisinin ayrintilarina, dişarnanoteknoloji, metrenin bir milyarda biri yani na-boyutundaki yeni transistörler nanoteknoloji ürü-dan sisteme bağlanan yabanci bir atomun cinsine nometre büyüklüğünde boyutlarla uğraşan yeni bir nü müdür? Elbette değil! Malzemenin büyüklüğü ve yerine göre çok farkli ve olağanüstü davranişteknoloji olarak tanitiliyor. Su molekülünün boyu-nanometre ölçütlerine inince kuvantum davraniş-lar sergilemekte. fiöyle ki, mevcut nanoyapiya yatu yaklaşik 1 nanometre mertebesinde olduğuna lar bilinen klasik davranişlarin yerine almakta, fi-banci bir atomun yapişmasi, elektronik özellikleri, göre su ile uğraşanlar nanoteknoloji mi yapiyor-ziksel özellikleri kesikli bir değişim göstermeye örneğin elektrik iletkenliği farkedilebilir şekilde değiştirmekte. Bu yabanci bir atom geçiş elemeti olduğunda yapiştiği bir nanoyapiya manyetik özel-likler kazandirabilmekte. Kisaca, bir nanoyapinin fiziksel özellikleri, bağ yapisi ve dolayisi ile muka-vemeti onun büyüklüğüne ve boyutuna bağli ola-rak önemli değişimler gösterebilmekte. Örneğin, karbon atomlarindan oluşan elmas kristali iyi bir yalitkan olduğu halde, bir boyutlu karbon atom zinciri altin ve gümüş zincirlerinden bile daha iyi bir iletken olabilmektedir. fiimdi çok kisa bir ta-nim gerekirse, Nanobilim, nanometre ölçütlerinde ortaya çikan bu yeni davranişlari kuvantum kura-mi yardimi ile anlamamizi sağlar; nanoteknoloji ise ya yeni nanoyapilar tasarlayip sentezlemeyi, ya da nanoyapilara yeni olağanüstü özellikler kazan-dirmayi ve bu özellikleri yeni işlevlerde kullanma-yi amaçlar. Bir başka deyişle nanoteknoloji bilinen molekülleri yeni atom ve moleküller ekleyerek iş-levsel duruma sokar veya kuvantum noktalari ve fiekil 2: Sol panel: Karbon nanotüp kullanilarak yapilan bir transistörün Atomik Kuvvet Mikroskobu ile elde edilen görüntüsü. Sağ panel: Nanoteknoloji sayesinde geliştirilen bir gaz sensörü (Nature).

telleri, tüpler gibi yapay yapilar tasarlayip sentez-ler. Bu şekilde sentezlenen yapilar çok aktif olabi-lir ve önemli kimyasal süreçlere aracilik ederler, olağanüstü elektronik veya manyetik özellikler se-gilerler. Nanoteknoloji bilinen bütün teknolojilere kiyasla çok daha fazla temel bilime ve kuramsal araştirmalara gereksinim gösterir.

Nanoteknolojinin gelişmesi:

Ekonomistler nanoteknolojinin yeni bir sanayi ve bilgi devrimi olarak 21. yüzyila damgasini vura-cağina inaniyorlar. Yakin bir gelecekte, bir ülkenin nanoteknolojideki seviyesi o ülkenin gücünün bir göstergesi olabilecek. Nanoteknolojinin öncelikle malzeme ve biyoteknoloji alanlarinda gelişeceği, ancak 10-15 yil sonra elektronik ve spintronikte, özellikle moleküler elektronikte ağirliğini hissetti-receği beklenmektedir. Nanomalzemelerin olağa-nüstü özellikleri hemen hemen her alanda; savun-ma sanayinde, tekstilde, otomotiv sanayinde, inşa-atta, yeni tedavi yöntemlerinde ve ilaç sanayinde devrim yaratacaktir. Sürtünmesiz yüzeyler sayesin-de taşitlarda motor yaği değiştirme sorunu orta-dan kalkabilecek, kir tutmayan kumaşlar belki ça-maşir makinalarini ortadan kaldirabilecek. Bina-lardaki betonarme kolonlarin kesitleri küçülüp elastik özellikler kazanacak; bu sayede depremler binalarimiza daha az tahribat yapabilecek. Nano-elektronik alaninda milyonlarca aygiti içeren bütünleşik devre yapiminda ve aygitlarin iletkenlerle birbirlerine bağlanmalarinda sorunlar bulunmakta-dir. Kendi kendine yapilanan moleküllerle bu sorunun çözülmesi biraz zaman alacağa benzemekte-dir. Üzeri kaplanarak DNA’dan yapilan transistör-lerin DNA replikasyonu yöntemi ile bütünleşik dev-reye dönüştürülmesi bilim adamlarinin üzerinde çaliştiklari konular arasinda yeralmaktadir.

Nanobilim ve nanoteknoloji araştirmalari için gelişmiş ülkelerde kamu sektörü 2005 yilinda top-lam 6 milyar ABD Dolari yatirim yapmaktadir. Son yillarda ABD, Japonya, AB Ülkeleri, Kore, İsrail, Güney Afrika Birliği, Kanada gibi ülkelerde her bi-ri 100 milyon Dolarin üzerinde harcama yapilarak, çok sayida Ulusal Araştirma merkezleri kurulmuş-tur. ABD’de Stanford, Harvard, Cornell gibi tanin-miş 13 üniversitede kamu tarafindan nanoteknolo-ji merkezleri kurulmuştur. Benzer şekilde 2005 yilinda Argonne, ONRL, Lawrence-Berkeley, Sandia, loji Araştirma Laboratuvarlari Enerji Bakanliği ta-rafindan kurulmuş; devlet ve özel üniversitelerin yönetimine birakilmiştir. Nanoteknolojiye bu ka-dar yatirim yapan ABD’de 2015’lerde nanotekno-loji ürünlerinin satişlarinin 3 trilyon Dolara erişme-si beklenmektedir. İran’da Sharif Üniversitesi’nde 2005 yilinda kurulan ulusal Nanobilim ve Nano-teknoloji Enstitüsü’nde, disiplinlerarasi doktora programiyla birlikte bilimsel araştirmalar da yürü-tülmektedir. Çeşitli konularda ellinin üzerinde na-noteknoloji şirketinin kurulduğu İsrail’de, hükü-met nanoteknolojiye yapacaği desteği 230 milyon Dolara çikarmiştir. Bu teknoloji devriminde yer al-mak ve gelişen pazardan pay kapmak için, ülkeler adeta birbirleriyle yarişmaktadir.

Ulusal Nanoteknoloji Araştirma Merkezi:

Son yillarda Nanoteknoloji konusunda hizli gelişmeler karşisinda TC Devlet Planlama Teşkilati Müsteşarliği, Bilkent Üniversitesi’nden sunulan bir proje araciliğiyla ulusal nitelikte bir nanoteknoloji merkezi kurulmasi için destek sağladi. Bu proje 5 Ekim 2005 yilinda başladi. Nanoteknolojideki yönelimler ve gelişmelere uygun olarak merkezimizin araştirma konularina nanobiyoteknoloji, nanomalzeme, kimya, enerji ve hidrojen ekonomisi, nanotriboloji, yüzey kaplama, katalizör tasarimi gibi çok güncel konular da eklendi. Ayrica disiplin-lerarasi çalişmayi geliştirmek amaciyla merkezde-ki araştirmalara paralel olarak yürütülen ‘Malzeme Bilimi ve Nanoteknoloji’ yüksek lisans ve doktora programi başlamiştir. Bu programla Nanoteknolo-jinin en aktif araştirma konularinda uzman yetişti-rilmeye başlandi. Yedi katli ve 8500 metrekare ka-pali alanda, 62 adet laboratuvari bulunan yeni bi-namiz, bilim ve teknolojinin sinirlarinda araştirma-lara olanak verecek çok modern bir anlayişla ta-sarlanmiştir. Binamizin bundan sonra ülkemizde kurulacak araştirma merkezlerine iyi bir örnek ol-masi beklenmektedir. Merkezin inşaati Nisan 2007’de bitirilecektir. İnşaat çalişmalarina paralel olarak bir yandan laboratuvar araştirmalarinda kullanilmak üzere 15 milyon YTL değerinde ekip-man ve çok hassas cihazlarin alimi gerçekleştirili-yor, diğer yandan da merkezin verimli bir şekide yönetilmesini sağlayacak organizasyon çalişmalari sürdürülüyor.

fiimdi, UNAM’in kuruluş sürecinde bilimsel ça-lişmalar Bilkent Üniversitesi’nden 25 öğretim üyesi ve 45 araştirma asistani tarafindan yürütül-mektedir. İzleyen 4 yil içinde çoğu fizik, kimya, moleküler biyoloji, malzeme bilimi konularinin bi-rinde doktora çalişmasi yapmiş 40-50 kadar uz-manin ve çok sayida doktora öğrencisinin çeşitli araştirma projelerinde görev almasi beklenmekte-dir. Merkezimiz yürütmekte olduğu projeler kap-saminda Koç, Sabanci, Anadolu, Ege, Pamukkale, Mersin, Kirikkale, Orta Doğu Teknik Üniversitesi öğretim üyeleriyle işbirliği yapmaktadir. Ayrica ABD’nin çeşitli laboratuvarlarinda çalişmakta olan çok değerli Türk bilim adamlari da UNAM ile ortak araştirmalar yapmaktadir. UNAM, DPT, TÜ-BİTAK, Mili Savunma Bakanliği, Sağlik Bakanliği, Deniz Kuvvetleri Komutanliği’nin destekledikleri projeleri yürütmekte ve/veya yeni proje teklifleri hazirlamaktadir. Çeşitli projeler kapsaminda Ro-ketsan, DYO, Arçelik, Vestel, Korteks gibi şirket-lerle işbirliği ve müşterek ARGE çalişmalari yürü-tülmektedir. UNAM’da akilli tekstil, yüzey kapla-ma ve boya, hidrojen ekonomisi, spintronik, fi-ber, femtosaniye lazer, nanoaygit, nanobiyotekno-loji konularindaki ana projeler başlama aşamasi-na gelmiştir.

Brokhaven Ulusal merkezlerde de dev Nanotekno-fiekil 3: Ulusal Nanoteknoloji Merkezinin organizasyon şemasi.

BİLİM veTEKNİK

Aralik 2006

UNAM’in Kuruluşunda Stratejik Bilim Politikalari:

UNAM’in ulusal nitelikli bir mükemmeliyet merkezi olmasi dünyada hizla sürdürülen yeni tek-noloji yarişina ülkemizin de katilmasini sağlaya-caktir. Bunun için, UNAM’in kuruluşuna ve çaliş-masina yönelik önemli stratejik politikalar sapta-narak uygulamaya konulmuştur. Bunlardan en önemlisi eğitime yönelik olanidir. Her konuda ol-duğu gibi nanoteknolojide de araştirici uzman sa-yisi son derecede kisitlidir. Bu nedenle bu uzman-larin bir an önce eğitimlerini almalari ve daha son-ra gerekli her türlü araştirma ekipmanina sahip olan profesyonel araştirma kurumlarinda deneyim kazanmalari gerekmektedir. Bu bağlamda Malze-me Bilgisi ve Nanoteknoloji konusunda ki çok di-siplinli yüksek lisans ve doktora programimiz UNAM’daki işlevlerimizin temelini oluşturmakta-dir. Doktora ve yüksek lisans tez çalişmalarindan hemen uygulama alani bulabilecek buluşlarin ve ‘innovasyon’larin ortaya çikmasi hedeflenmekte-dir.

Nanoteknolojide geniş bir alani kapsayan araştir-malar son derecede hassas ve pahali ekipmanlarla ayricalikli araştirma koşullarini gerektirmekte. Böyle araştirma merkezlerini bir üniversitenin kendi im-kanlariyla kurup işletmesi ilerlemiş ülkelerde bile mümkün olamamakta. İşte, kisitli kaynaklarin bir yerde toplanarak gerekli her türlü cihaz ve ekip-manla donatilmiş laboratuvarlarin kurulmasi ve mev-cut olanaklarin birinci sinif deneyimli araştiricilarin denetiminde bilimsel çalişmalara tahsis edilmesi bu konuda alinmiş ikinci stratejik kararimizdir. Zaman-la uzmanlar yetiştikçe yeni uydu merkezlerin veya uzmanlaşmiş araştirma laboratuvarlarinin üniversite-lerde veya sirket bünyelerinde kurulmasi, hatta araş-tirma üçgenlerinin oluşturulmasi gündeme gelecek-tir. Bu stratejiye uygun olarak kamu ve özel sektö-rün gereksinimleri doğrultusunda, UNAM uzmanlari tarafindan yönlendirilen projelere diğer üniversite-lerden ve sanayiden ilgilenen araştiricilarin katilimi sağlanacaktir. Avrupa Birliği, özel sektör, TÜBİTAK, DPT ve benzeri kuruluşlar tarafindan desteklenecek bu projelerde misafir araştirmacilarin UNAM’in bü-tün imkanlarini kullanarak çalişmalara katilmalarina ve projedeki yükümlülüklerini yerine getirmelerine olanak taninacaktir.

Kamu kaynaklariyla üniversitelerde büyük bütçeli ulusal laboratuvarlarin kurulmasi olgusu ABD’den çok sayida değişik ülkeye yayilmiştir. Bu bağlamda İran ve Pakistanda da ulusal mer-kezlerin kurulmasi devlet politikasi olmuştur. Ül-kemizde başka alanlarda da değişik üniversitele-rimizde bu tür mükemmeliyet merkezlerinin za-man kaybetmeden kurulmasi gerekmektedir. He-raklion Araştirma Merkezi’nin AB Çerçeve prog-ramlarindan milyonlarca Avro kaynak kullanarak Yunanistan’in bilim ve teknolojisine yaptiği kat-ki bu ‘Ulusal Merkez’ fikrinin ne kadar yerinde olduğunu göstermektedir.

UNAM’in çok ileri düzeyde donatilmiş bir mü-kemmeliyet merkezi olarak gelişmesi yabanci ülke-lerde doktora derecesini almiş çok yetenekli genç bilim adamlarimizin Türkiye’ye dönerek ülkemizin bilimsel ve teknolojik alanda gelişmesine katkida bulunmasina firsat verecek, beyin göçünü tersine döndürecektir. Ayrica yabanci ülkelerde yerleşmiş çok değerli bilim adamlarimiz için UNAM bilimsel bir ‘kontak’ noktasi olacak, önemli bilim ve tekno-loji transferi sağlanacaktir. İtalya, Çin, İsrail, Hin-distan gibi ülkelerin bu yolla kazanimlari göz önünde bulundurulmalidir.

UNAM yukarida özetlenen stratejik kararlar ve hedefler doğrultusunda hizla gelişip büyümekte-dir. Ancak yukarida özetlenen bu çalişmalar UNAM’in kurulup büyümesinde sadece 1. fazi oluşturmaktadir. İzleyen yeni fazlarla merkezi-mizin başari kazanarak büyümesi ve toplam yatiri-mimizin 100 milyon Dolara erişmesi planlanmiştir. Bunun için gerekli olan kaynak merkezde yürütül-mekte olan projelerden elde edilen gelirden sağla-nacaktir. İzleyen yazilarda UNAM’da planlanan ve yürütülmekte olan çok sayida büyük bütçeli proje-lerden bazilari hakkinda kisa bilgi verilecektir.

Prof. Dr. Salim Çiraci

Ulusal Nanoteknoloji Araştirma Merkezi Proje Yöneticisi Bilkent Üniv., Fizik Bölümü, iletişim: [email protected]

fiekil 4: Ulusal Nanoteknoloji Merkezinin Binasinin maket modeli. Sicaklik , toz ve titreşim kontrollü 62 laboratuvar, konferans salonu ve ofislerden oluşan 8500 m2 bina Nisan 2007 de bitirilecek ve izleyen aylarda satin alinan hassas cihazlar ve ekipman yerlerine yerleştirilip araştirma faaliyetlerine başlanacaktir.

NANOTEKNOLOJİ, KİMYANİN SİHİRLİ DENEYLERİ VE YÜZEYLER

Nanoteknoloji ismi çoğu kimseye fizik bilimini hatirlatmaktadir. Ancak, birçok konuda olduğu gi-bi bu konuda da sihirli değnek yine kimyacilarin ellerindedir. Malzemelerin sürtünme, yapişma, su-yu sevme ya da sevmeme, biyolojik etkileşim ve benzeri “Yüzey Özellikleri” tamamen nanometre boyutlarindaki en üst katmanlarin kimyasal kom-pozisyonu ve morfolojisi tarafindan belirlenir. Do-layisiyla bu yüzey özelliklerinin kontrollü ve akilli bir şekilde kullanimi da tabii ki nanoteknolojiden geçmektedir.

Nanoteknoloji uygulamalari denilince de akla hemen pahali ve yüksek teknoloji gerektiren ul-tra-yüksek vakum isteyen cihazlar (UHV), yüksek sicakliklar veya nanometre boyutlarinda litografi yapabilen aygitlar geliyor. Halbuki doğadaki ör-neklere bakildiğinda birçok tepkime ve malzeme-nin üretimi oda sicakliğinda, normal şartlar altin-da ve sulu ortamlarda gerçekleşmektedir. “Lotus Yapraği” veya “Köpekbaliği Derisi” örneklerinde olduğu gibi doğadaki canlilar yüzey özelliklerini mütevazi koşullarda kolayca ve hizlica kontrol edebilmektedirler.1,2

Asyadaki çeşitli dinlerde Lotus bitkisi safliğin sembolü olarak kabul edilmektedir. Bunun nede-ni, lotus bitkilerinde bulunan kendi kendini te-mizleyebilme yetisi olarak ifade edilebilir (Lotus etkisi). Yüzeyinde bulunan mikron ve nano sevi-yesindeki çukur ve tepecikli yapilar sayesinde bit-kinin yapraklari kesinlikle islanmamakta ve su damlaciklari yaprağin toprağa doğru eğimli şekli sayesinde toprağa doğru kayarken üzerindeki ça-muru, küçük böcekleri ve diğer kirlilikleri de be-raberinde taşimaktadir. Bu özellik fiekil 1’deki diagramda da basitçe gösterilmektedir. Bu saye-de Lotus bitkisi çamurlu nehirlerde ve göllerde yetişmesine rağmen yapraklari oldukça temizdir (fiekil 2). Nanobilimiyle uğraşan bilim adamlari da, lotus yaprağinin bu özelliğini taklit ederek boyalarin, kumaşlarin ve diğer pekçok yüzeyin hem kuru kalmasini hem de kendi kendini temiz-leyebilme özelliğini kazanabilmesi için yeni yön-temler geliştirmekteler. Bu amaçla da yüzeyleri ya florlu ya da silikon içeren bileşiklerle işleme tabi tutmaktalar.

Yakin bir geçmişte Massachusetts Teknoloji Enstitüsü’ndeki (MİT) bilim adamlari, camlarda oluşan buğulanmanin önüne geçebilmek için şef-faf bir kaplama geliştirdiler. Bu kaplama, temel-de küçük cam parçaciklari olan silis nano parça-lardan ve polimerden oluşuyor. Buğulanma, bin-lerce çok küçük su damlasinin cam ve benzeri yü-zeyler üzerinde yoğunlaşmasiyla oluşuyor. Bu damlalar işiği bir çeşit filtreleyerek yüzeyin yari şeffaf bir görüntü kazanmasini sağliyor. Buğulan-ma genellikle soğuk yüzeyin aniden sicak havayla karşilaşmasi sonucu oluşuyor. Kaplama içindeki nano parçaciklar, su parçaciklarini cam yüzeyden

Suyu Sevme/Sevmeme Özelliklerinin Elektrikle Kontrolü “Electrowetting”

Bizim bu konuda şimdiye kadar yaptiğimiz çalişmalar da benzeri şekilde hazirladiğimiz yü-zeylerin suyu sevme veya sevmeme özelliklerinin polielektrotlarla kaplanmasini bir adim daha ileri götürerek bu yüzeylerin elektrik alani ile suyu sevme veya sevmeme özelliklerinin daha iyi bir şe-kilde kontrolü “Electrowetting” ve böylece daha da akilli yüzeyler elde edilmesi üzerinedir.8 4. si-nif kimya bölümü öğrencilerimizden Can Pinar Çönger’in 5 nm oksit tabakasi içeren silikon üze-rine sirayla PAH ve PSS polielektrolitler kapladi-ğinda, fiekil 9’ da görüldüğü gibi su ile yüzey te-mas açisi 70 dereceden 30’a düşüp tekrar çik-maktadir ve dolayisi ile yüzeyleri önce suyu sev-meyen ve sonra da seven şeklinde kontrol edebil-mekteyiz. Bir sonraki aşamada da bu yüzeyleri elektrik alani uygulayarak daha da akilli bir konu-da kontrol edebilir hale getireceğiz.

Benzeri bir çalişma 3 yil önce dünyaca ünlü Science dergisinde yayinlanmiştir ve özeti şekil 10’da verilmektedir. Altin elektrot üzerine tek ta-baka olarak negatif yüklü bir grup içeren uzun hidrokarbon zincirli bir molekülle kaplandiğinda yüzey suyu seven bir özellik göstermektedir. Altin tabakasi pozitif olarak yüklendiğinde ise en dişta-ki negatif yüklü gruplar içeriye doğru bükülmek-te ve dolayisi ile yüzey hidrokarbonca zenginleş-mekte ve hidrofobik hale dönüşmektedir. Yükle-me ortadan kalkinca yüzeyler tekrar hidrofilik ol-makta ve bu yükleme-boşalma işlemi tekrar tek-rar yapildiğinda yüzey kolayca ve kontrollü bir şe-kilde bir konumdan diğerine geçmektedir.9

Özet

En basit daldirma çikartma yöntemi bile bize yüzey özelliklerini çok akilli bir şekilde ve nano-metre boyutlarinda kontrolünü sağlayabilmekte-dir. Elektrik alani ise bu Yüzeyleri Daha da Akilli yapmaktadir. Yaşasin Akilli Kimya.

Ulusal Nanoteknoloji Merkezi Projesi UNAM ve Yüzeyler

Ağirlikli olarak Bilkent Üniversitesi öğretim üyelerinden ve Türkiye’nin başka Üniversitelerin-de veya şu anda ABD’de bulunan konularinda çok saygin bilim adamlarindan oluşan bir bilim ordu-su ile Nanoteknoloji Kullanarak Akilli ve İşlevli Yüzeylerin Oluşturulmasi ve Uygulamalari başliği altinda 4 ayri araştirma projesi yürütmeyi planla-maktayiz. Proje ekibimiz, Prof. Dr. Salim Çiraci, Prof. Dr. Atilla Aydinli, Doç. Dr. Ömer Dağ, Doç. Dr. Ahmet Oral, Doç. Dr. Oğuz Gülseren. Y. Doç. Dr. Erman Bengü. Y. Doç. Dr. Emrah Özensoy, Y. Doç. Dr. Mehmet Bayindir, Dr. Gülay Ertaş ve Dr. Aykutlu Dane’ye ek olarak ABD Argonne Labora-tuvarindan sürtünmeyi sifira indiren bilim insani olarak taninan Dr. Ali Erdemir ve Koç Üniversite-sinden Prof. Dr. İskender Yilgör’den oluşmakta-dir. Projemiz faaliyetlerimiz dört farkli koldan yü-rütülecek olan ve aşağida siralanan dört ayri alt-projeden oluşmaktadir.

İ. Suyu Sevmeyen/Anti-Fouling yüzeylerin ve teknolojik boyalarin geliştirilmesi.

İİ. Katalitik ve fotokatalitik yüzeylerin geliştirilmesi

İİİ. Sert ve koruyucu yüzeylerin geliştirlmesi

İV. Sürtünmeyi azaltan akilli ve işlevli yüzeylerin geliştirilmesi

Prof. Dr. fiefik Süzer

Bilkent Üniversitesi, Kimya Bölümü Başkani ve UNAM Yönetim Kurulu Üyesi

Kaynakça

[1] A. W. Adamson, “Physical Chemistry of Surfaces”, Wiley, New York, (1990).

[2] H.Y. Erbil, L.A. Demirel, Y. Avci, O. Mert, Science 299, 1377 (2003).

[3] G. Decher, Science 277, 1232 (1997).

[4] G. Decher, J.B. Schlenoff, Multilayer Thin Films, Wiley-VCH, Weinheim (2003).

[5] F.C. Cebeci, Z. Wu, L. Zhai, R.E. Cohen, M.F. Rubner, Langmuir 22, 2856 (2006).

[6] L. Zhai, F.C. Cebeci, R.E. Cohen, M.F. Rubner, Nano Letters 4, 1349 (2004).

[7] X. Hong ve arkadaşlari, Chem. Mat. 16, 4022 (2004).

[8] B. Shapira, H. Moon, R. Garrell, C-J. Kim, J. Appl. Phys. 93, 5794 (2003).

[9] J. Lahann, S. Mitragotri, T.N. Tran, H. Kaido, J. Sunaram, İ.S. Choi, S. Hoffer, G.A. Somorjai, R, Langer, Science 299, 371 (2003).

Sponsorlu Bağlantılar

“Türkiye’de Nano Teknoloji Çalışmaları ve Uygulamaları” için bir yanıt

Nano Teknoloji Nedir? Nano Teknoloji Özellikleri ve Nanoteknoloji Tarihçesidiyorki:

[…] Türkiye’de Nano Teknoloji Çalışmaları İçin Tıklayınız… […]

Bir yanıt yazın

E-posta adresiniz yayınlanmayacak. Gerekli alanlar * ile işaretlenmişlerdir

RenkliNOT