“Nanoteknoloji Rehberi”

Erkut Altındağ

erkutaltindag@gmail.com

Nano Bilimi, moleküler ve atomik parçacıklarla uğraşan bir bilim. Bu dünyada ölçüler nanometre ile (metrenin milyarda biri ya da 10-9) ölçülüyor. Nanoteknoloji ilk hedef olarak, moleküler gelişimi hedef alıyor. Amaç, fiziğin kurallarına aykırı düşmeden, çok ucuza doğanın yapı taşlarını sınırlamak, hatta daha da küçültmek. Bunu elektronik alet yapımında, materyallerde ve makinelerde uygun hale getirebilmek çok önemli. Bilim Nanoteknolojiadamları, geçmiş yıllardaki moleküler seviyedeki üretim çabalarını “boks eldiveni giyerek Lego parçalarını birleştirmeye” benzetiyorlar. Nanoteknoloji ile bu boks eldivenlerini çıkartıp olağandışı şeyler üretmeye başlayacağız. Peki bu konuda hangi firmalar ne gibi çalışmalar yapıyorlar?

IBM firması, nanoteknoloji yoğun kullanımlı çiplerinin kendi adıyla anılmasını başarmak üzere. Çiplerde ve flash belleklerde kullanılmaya başlayan bu teknoloji, aslında normal koşullarda üretilen çiplerin üzerine bir katman olarak silikon nanokristallerinin yerleştirilmesi mantığına dayanıyor. Silikon benzeri olan polimer de bu alanda kullanılıyor. Bu teknoloji hangi alanlar için uygun olabilir? Fabrikasyon olarak üretime geçilebilir mi? Milyon dolarlarca yatırımın yapıldığı bu devre patentli teknoloji , bize istediğimiz ürünleri sunacak mı ve bu kadar emeğe değecek mi? Science dergisinde yayımlanan iki makale, nano bilgisayarlar konusundaki gelişmeler için bir umut ışığı oldu. Yapılan araştırmalar, moleküler ölçekli elektronik uygulamalarını ilk kez “parça” düzeyinden çıkarıp, çalışabilen “devre” düzeyine taşıyor. Ama 1 trilyon devreyi 1 santimetre kare alana sığdırıp bağlantılarını geliştirmek, çalışırken moleküler yapılarının değişmesini önlemek, bütün bunları hızlı ve ucuz bir biçimde yapmak pek de kolay görünmüyor. Silikon çok küçük boyutlarda detektörler yapmak için ideal, ama nano teknologları en çok heyecanlandıran başka bir madde daha var: karbon nanotüpler. 1991’de, bir Japon araştırmacı tarafından tesadüfen keşfedildi. Nanotüpler, içi boş silindir halinde sarılmış karbon atomu yaprakları. Bu yapraklar, iki ucunda birer şapka olan tavuk şişine benziyor ve sıradışı özelliklere sahip. Çelikten 10 kat güçlü, 6 kez hafif. Köprü, uçak ve uzay asansörü yapmaya çok uygun. Tek sorun, laboratuvar kaynaklı en uzun nanotüpün 10 milimetre boyunda olması.

Küçük makineler için karbon nanotüpler son derece yararlı. Çünkü MEMS aygıtlarını etkileyen sorunlardan biri, saniyede binlerce kez sürtünerek aşındıran minik parçacıklar. Nanotüp yataklar ise hemen hiç sürtünüp aşınmıyor, çünkü karbonun bütün kimyasal bağları kullanılıyor. (MEMS aygıtları, nano teknoloji çerçevesinde sınıflandırılıyor; ama, o kadar küçük olmadıklarından, dar anlamıyla nanoteknolojik sayılmıyor. MEMS’ler, nanometreden l .000 kat uzun mikrometrelerle ölçülüyor. MEMS pazarı yılda 10 milyar dolar kazandırdığından, üreticilerin aldırmadığı bir fark bu. MEMS hareket duyargaları ve şalterleri, mürekkep püskürten yazıcıların kafalarında (inkjet), oyun çubuklarında (joystick) ve hava yastıklarındaki ivme saptayıcılarında kullanılıyor. )

Bu teknoloji ile lityum-iyon pillerin kullanım süresinin şimdiye oranla en az birkaç kat artacağı öngörülüyor. Nano teknoloji, tıbbi alanlarda da sesini duyurmaya başladı. Hayal edilenler ise şaşırtıcı: Nano konteynırlar ile ilaçları vücudumuzun istenilen bölümüne güvenli bir şekilde ulaştırabileceğiz. Nanorobotlar ile hücrelerimizi onarıp, vücudun bağışıklık sistemini kontrol altında tutabileceğiz. Kemik içi protezler de bu teknoloji kullanılarak yapılacak. Kanser vakalarında kullanılan ilaçlar, kanserli hücrelere ulaşamadan etkisini yitiriyor. Ama nano partikülleri bu konuda daha ısrarcı; kanserli hücrelerin büyümesini önlüyor ve onları yok ediyor.

Bize düşen bu gelişmeleri yakında takip etmek ve bilim adamlarına güvenmek. Bu teknoloji bir devrimin başlangıcı olabilir. Belki de teknolojik imkanlarımız daha ileriye gitmemize izin vermez. Her ne olursa olsun, bu teknolojinin bize vaat ettiği şeyler inanılmaz. Ya tüm bunlar gerçek olacaksa, bunun için beklemeye değmez mi?

– Nano teknoloji: Felaket mi yoksa mutluluk mu? Focus Dergisi

– Aralık 2001 – Bilim ve Teknik

– Kasım 2001 – Science Magazine

– Scientific American (Nanotech section)