Nanoteknoloji, 1 ile 100 nanometre (nm) aralığında bulunan ölçeklerde materyallerin veya cihazların oluşturulması ve kullanılmasıyla ortaya çıkan yeni bir teknolojidir. Bir nanometre, bir insan saçının çapından 50.000 kat daha küçük bir uzunluğa denktir. Nano ölçeğinde beklenen fiziksel özellikler çok farklıdır, bu nedenle bilim adamları bu alana özellikle hayranlık duyarlar. Örneğin, nanokül nesneler, “kuantum sınırlandırmaları” olarak adlandırılan değişik elektromanyetik ve optik özellikleri sergilemektedir. Gibbs-Thomson etkisi yani bir maddenin erime noktasının düşürülmesi, görülen bir başka olgudur. Dünyadaki üniversitelerin malzeme bilimi bölümleri, fizik, makine mühendisliği ve biyokimyasal mühendislik laboratuvarlarıyla birlikte, nanoteknolojide atılımlar yapmak için birlikte çalışmaktadır.
Uygulamalar
Nanoteknoloji birçok bilim ve mühendislik alanına uygulanmaktadır. Elektronik, kimya ve ilaç gibi alanlarda yeni açılımlar yapılmıştır. Açıkçası, çeşitli nanoteknoloji biçimleri toplum üzerinde çok önemli bir etki yaratma potansiyeline sahiptir. Genel olarak, nanoteknolojinin uygulanmasının bireylere ve organizasyonlara çok yararlı olacağı varsayılabilir. Bu uygulamaların birçoğunda, yeni fenomenlerin, bu boyutlarda yaşanan çok geniş yüzey alanı hacim oranlarıyla ve daha büyük boyutlarda görülemeyen kuantum efektlerle ilişkili olduğu , nanoküre ile işlevsel olarak kökten farklı özellikler sağlayan yeni malzemeler bulunmaktadır . Bunlara kataliz ve elektronikte kullanılan çok ince filmler, optik ve manyetik sistemler için iki boyutlu nanotüpler ve nanoteller ve nanopartiküller kozmetik, ilaç ve kaplamalarda kullanılır. Nanoteknolojiyi en çok benimseyen sanayi sektörleri, elektronik ve optoelektronik alanlar, gıda teknolojisi, enerji teknolojisi ve ilaçların ve ilaç dağıtım sistemlerinin, teşhis ve tıbbi teknolojinin birçok farklı yönü de dahil olmak üzere tıbbi ürünler sektörü de bilgi ve iletişim sektörüdür.
Yarı iletken elektroniği ve yüksek hızlı işleme alanında, nanoteller ve nanotransistörler birçok üretici tarafından kullanılmaktadır. Kendiliğinden birleştirme teknikleri atomik kuvvet mikroskopları ve tarama tünel mikroskopları kullanır. Sözde “yukarıdan-aşağı” yaklaşımı kullanarak, nano ölçekte yapılar oyulabilir. Bu teknolojiyi kullanan milyarlarca transistör bir işlemcide toplanabilir. Intel markası buna örnek olarak verilebilir. Corporation, 65, 45, 32 ve 22 nanometre’yi ölçen transistor prototiplerini kullandığını açıklamıştır.
Nanoteknoloji Terimleri
Nanosal: 100 nm veya daha küçük bir veya daha fazla boyuta sahip ölçümüdür.
Nanoscience: Malzemelerin atomik , moleküler ve makromoleküler ölçeklerde, özelliklerin daha büyük ölçekte olanlardan belirgin olarak farklı olduğu olayların incelenmesi ve manipüle edilmesidir.
Nanoteknoloji: Nano ölçekte şekil ve boyut kontrol edilerek yapıların, cihazların ve sistemlerin tasarımı, karakterizasyonu, üretimi ve uygulamasıdır.
Nanomateryal: Bir veya daha fazla dış boyuta sahip veya iç yapıya sahip olan ve nano ölçekli özellikler olmaksızın aynı malzemeye kıyasla yeni özellikler sergileyen malzemedir.
Nanopartikül: Bir veya daha fazla boyutlardaki parçacık nanodur.
Nanokompozit: En az bir fazın nanometre üzerinde en az bir boyuta sahip olduğu kompozittir.
Nano yapılı: Bir yapıya sahip olan nanodur.
Nanomalzemeleri İmal Etmek
İşlevsel olarak kritik nanometre ölçeğinde boyutlara sahip olan özel üretilmiş ürünleri destekleyecek olan nano üretim teknolojileri, büyük paralel sistemler veya kendi kendine montajı kullanılarak üretilmektedir. Mevcut araştırma, yeni materyalleri, yeni olayları, yeni karakterizasyon araçlarını keşfetmek ve nanodevrizi üretmek için nanoscience’e odaklanmaktadır. Nanoteknolojinin insan uygarlığına gelecekteki etkisi imalattır. Nanoteknolojide, iyi yerleşmiş optik litografi ve manipülasyon tekniklerinin uygulanmasını sınırlayan küçük özellik boyutu, endüstriyel nano üretimin teknolojik ilerlemelerimize karşı ciddi bir meydan okuma oluşturmasına neden olmaktadır.
Bir diğer önemli uygulama alanı, atom seviyesinde montajı kullanarak yeni polimerlerin oluşturulmasıdır. Örneğin, karbon nanotüpleri (maddelenmiş karbon atomlarının tabakaları) sentezlenebilir ve çeşitli elektronik uygulamalarda kullanılabilir. Nanoparçacıklar, moleküler reaksiyonların gerçekleşebileceği büyük ölçüde artmış yüzey alanı nedeniyle katalizörde yararlı olabilir. Nanorobotlar, oluşturulursa moleküler motorlara (yaşayan hücrelerde bulunur) benzeyebilir. Tıp alanı nanoteknolojide bazı ilerlemeler kaydetti. Güneş lekesi tedavisi, titanyum oksit gibi UV engelleyici materyalleri kullanarak başarılı bir şekilde sonuçlanmıştır. Nanorobotlar, kanserli hastaların kan dolaşımına sokulursa, kanserli hücreleri sağlıklı hücrelere zarar vermeden tanımlamak ve yok etmek için etkili bir şekilde kullanılabilir. Ordular, nanoteknolojiden de yararlanabilir.
Nanoteknolojinin Geleceği
Bireysel atomları ve molekülleri manipüle etme fikri ilk olarak 1959’da Amerikan fizikçi Richard Feynman tarafından bahsedildi. O zamandan beri geniş çaplı araştırmalar nanoteknoloji alanını hızla büyüttü. 100 nm’den küçük boyutlarda yapılar oluşturmaya yönelik birçok teknik geliştirilmiştir. Üretken nanosistemler mekanosentezi kullanarak hassas yapıların imalatı için yaygın olarak kullanılabilir. Nanofaktörler gelecekte bir gerçek haline gelebilir. Nano ölçekli makineler nihai olarak toplumun yüzünü değiştirebilir ve hem olumlu hem de olumsuz etkileri beraberinde getirebilir.
Elektrik ya da ondan önce gelen bilgisayarlar gibi, nanoteknoloji de yaşamın neredeyse her alanında büyük ölçüde geliştirilmiş verimlilik sunacak. Ancak genel amaçlı bir teknoloji olarak çift kullanımlı olacaktır, yani birçok ticari kullanıma sahip olacak ve aynı zamanda bir çok askeri kullanıma sahip olacak – çok daha güçlü silahlar ve gözetim araçları üretmektedir. Dolayısıyla , insanlık için sadece harika fayda değil , aynı zamanda ciddi riskler de oluşturmaktadır .
Tamamen yeni bir risk için potansiyel belirlenirse, risk yönetim sürecinde daha sonra gerektiği takdirde kullanılabilen, risk doğasının kapsamlı bir analizini yapmak gereklidir. Nanoteknolojiyle ilişkili risklerin yaygın olduğu kabul edilmektedir. Bu şekilde analiz edilmesi gerekir. Birçok uluslararası organizasyon (örneğin Asya Pasifik Nanoteknoloji Forumu 2005), Avrupa Birliğinde hükümet organları (Avrupa Komisyonu 2004) ve Ulusal Kurumlar (örn. De Jong ve ark. 2005, Roszek ve ark. 2005, ABD Ulusal Bilim ve Teknoloji Konseyi 2004, IEEE 2004 (Örneğin, Nan-Teknolojinin Enstitüsü 2005, Avustralya Bilimler Akademisi 2005, METI 2005, İngiltere Kraliyet Cemiyeti ve Kraliyet Akademisi Mühendisliği), sivil toplum örgütleri (eg LAN-NGLS 2005), öğrenilen kurumlar ve toplumlar 2004) ve bireylerin (örn., Oberdörster ve ark. 2005, Donaldson ve Stone 2003) mevcut nanoteknoloji durumu hakkında raporlar yayınladı ve çoğu bu kapsamlı bir risk analizi için bu gereksinime dikkat çekti.
Nano teknolojinin yıllar önce 51.bölge olaylarından sonra dünyada kullanılmaya başlandığı şeklinde bir yazı okumuştum, uygulama alanları oldukça fazlalaştı umarım zararsız şekilde kullanıma devam edilir.