NANOPARÇACIKLAR NEREDE?

 

Nanoteknoloji olarak adlandırılmış birçok süreç  aslında mevcut imalat ve malzeme biliminin uzantıları olan tekniklerdir, sadece 100 nanometreden küçük, kısa ve ince olan maddelerle ilgilenirler. Bugünün nanoteknolojisini  birçok bölümlere ayırabiliriz.

Nanoparçacıklar, çeşitli boyutları ve morfolojileri (amorf, kristalin, sferik, iğneli vs.) olabilen birkaç on veya yüz atomdan ya da molekülden oluşmaktadırlar. Bazı nanoparçacık türleri günümüzde ticari olarak kuru toz ya da sıvı dispersiyonlar olarak bulunabilmektedir. İkincisi, süspansiyon ya da macun oluşturacak şekilde, nanoparçacıkları sulu ya da organik bir sıvıyla birleştirilmesiyle elde edilir. Değişken olmayan ve kararlı parçacık dispersiyonları oluşturmak için kimyasal katkı malzemelerinin (sürfaktanlar, seyrelticiler) kullanılması gerekli olabilir.

Çayınıza şeker karıştırdığınızda ,şeker çözülür. Birçok madde gibi şeker de moleküllerden, yani kovalent bağların bir arada tuttuğu atom kümelerinden oluşmuştur. Moleküller; bazen vander waals bağları bazen de bağ harici etkileşimler denen kuvvetler sayesinde bir arada durur; bu bağlar kovalent bağlardan çok daha zayıftır. Şeker çözüldüğü zaman, moleküller birbirinden kopar, çay içinde serbest ve bağımsız bir şekilde yüzerler. Şeker tozunu ne kadar inceltirsek, karışım da o ölçüde eşit dağılır.

Örneğin tenis topu yapımında kullanılan kauçuk, ‘’fırınlanmadan’’önce kille karıştırılır ki uygun ağırlığa ve kıvama kavuşsun. Eğer bu kil, mikron ölçekli parçacıklar yerine nanoölçekli parçacıklardan oluşuyorsa, ortaya çıkan kauçuk , içinden hava sızmasına daha büyük direnç gösterir.

Çok ince tozlarında dahil olduğu pek çok uygulama ve ürün günümüzde nanoteknoloji diye pazarlanıyor. Bu uygulamaların amacı, ürünlerin eski uygulamalara kıyasla daha dayanıklı, daha kolay temizlenen ve benzeri davranış sergileyen malzemeler sunmaktır.

Nanoteknoloji diye reklamlarda sunulan ürünlerden biri, radyasyon kalkanı malzemesi demrondur. Bu malzeme, poliüretan ve polivinil klorit polimeridir ve içine ince taneli çeşitli tozlar katılmıştır. Bunlar ağır atomlar barındıran maddelerin tozudur ve çeşitli dalga boylarında gelen ışınımı(radyasyonu) birlikte hareket ederek soğururlar. Ortaya çıkan ürün, x ışınlarını ve benzerlerini durduran ince, kauçuk benzeri bir tabakadır. Önceden hiç kimse bunun mümkün olabileceğine inanmadı.

Demron, oldukça yaratıcı olan gerçek bir teknolojik ilerlemedir. Parçacıkların boyutu, daha eşit dağılmasını ve x ışınlarının belirli bir hacim içinde farklı maddelerle etkileşim oluşturması için yönlendirilir. Farklı maddelerle etkileşimde olmak burada kilit noktadır; ayrıca parçacıkların boyutu, malzemenin giyilebilecek kadar ince olmasını sağlıyor.

Nanoteknolojiye doğrudan örnek olmasa da malzeme alanında farklı çalışmasıyla Türkiye bilimi için önemli ölçüde katkısı olan sevgili Canan Dağdeviren hocamızda da giyilebilir malzemelerin mümkün olduğunu görmüş olduk. Dağdeviren’in bu çalışması ile ameliyatlara gerek kalmadan hastalar kalplerinin veya diğer organlarının üzerine yapıştırılmış, kendilerine hiçbir şekilde zarar vermeyen küçük elastik sistemler ile hayatlarına devam edebilecek şekilde tasarlanmıştır. Kalp ve diğer iç organların hareket enerjisinden elektrik enerjisi üretilerek kalp pili şarj edilebilecek. Çalışmalarına piezoelektrik malzemelerden başlayan sevgili Canan hocamız, daha sonra bu malzemeyi insan vücuduna entegre ederek yani giyilebilir bir hale getirerek belirli aralıklarla değiştirilmesi gereken kalp pillerini buna gerek kalmadan şarj edebileceğini keşfetmiştir. Piezoelektrik malzemeler üzerine bir basınç, kuvvet uygulandığı zaman bu basınçtan elektrik enerjisi üretebilen malzemelerdir. İnsan vücudundaki organların üzerine elastik bir hale getirilip, yapıştırılan bu piezoelektrik malzeme organların hareketini yani mekanik enerjiyi elektrik enerjisine dönüştürebiliyor. Bu üretilen elektrik enerjisi ile de kalpteki bataryayı şarj etmek mümkün oluyor.

Bu şekilde birçok örnek mümkün. Nanoölçekte kaplamaların da özellikleri değişebilir. Titanyum dioksit, boyalarda pigment olarak kullanılan ve bembeyaz renk veren bir maddedir. Fakat, kalınlığı sadece 15 nanometre olan titanyumdioksit tabakası şeffaftır. Bu tabaka, cam yüzeyine uygulanırsa, camın kendi kendisini temizlemesini mümkün kılar. Malzemenin fotokatalik etkisi sayesinde güneş ışığı kirleri parçalar, su tutma özelliği sayesinde ise yüzey üzerindeki su, düz katmanlar oluşturup kiri uzaklaştırır. Yağmurla gelen ya da hortumla püskürtülen su, camı sanki deterjanla yıkanmış gibi temizler.

Sadece malzemeler üzerine değil canlı organizmalar üzerinde yapılan birçok araştırma ve buluşlara ışık olan nanoparçacıklar, hayatımızın her alanına yolculuk etmeye devam ediyor. Beynimizin içine girebilecek ve kalbimizin üzerinde taşıyabileceğimiz kadar çok yerdeler.

 

Bibliyografya

*J.Storrs Hall / Nanoteknolojinin Yarını (Boğaziçi Üniversitesi Yayınevi)

*rmit.edu.au

*elektrikport.com

*docplayer.biz.tr

Bir Cevap Yazın