Bugüne kadar nanoteknoloji hakkında çokça şey duymuş olmalısınız. Gerçekten de kuantum, yapay zeka gibi nanoteknoloji de bilimde manşetlere çıkan, sıklıkla kullanılan bir sözcüktür. Peki nanoteknoloji gerçekte nedir ve günlük hayatımızda ne anlama gelir? Mesela “nano” dediğimiz şey tam olarak nedir?
Tipik bir cetvel yaklaşık 30 santimetre uzunluğundadır. Genellikle cetvel üzerindeki santimetreler milimetrelere bölünür. Bir milimetre metrenin binde biridir, yani 0,001 metredir. Şimdi bu milimetreyi bin birime bölün. Bu metrenin milyonda biri eder. Bilimsel gelenekte, bir şeyin milyonda biri anlamına gelen ön ek “mikro-“dur. Yani metrenin milyonda biri bir mikrometredir. Buna bazen “mikron” da denir.
Mikrometre ölçeğindeki şeyler genellikle insan gözüyle görülemez ve düzgün bir şekilde analiz edilebilmesi için mikroskop gerekir. Örneğin insan saçının kalınlığı 50 ila 100 mikrometre arasındadır. İnsan kırmızı kan hücreleri yalnızca 7 ila 8 mikron genişliğindedir. Bir mikrometreyi tekrar bin birime bölersek nano ölçeğe ulaşırız. Yani bir nanometre, metrenin milyarda biri veya 0,000000001 metredir.
Nanomalzemeleri Özel Kılan Şey Nedir?
DNA molekülleri yaklaşık iki nanometre genişliğindedir. Çoğu protein yaklaşık 10 nanometre genişliğindedir ve tipik bir virüs yaklaşık 100 nanometre uzunluğundadır. Nano ölçekteki şeyler o kadar küçüktür ki normal optik mikroskoplar bunları incelemek için kullanılamaz. Bunun yerine elektron mikroskopları kullanılır.
Bir şeyin atomik düzeydeki malzemelerine baktığımızda, bazen oldukça farklı davrandıklarını ve farklı özelliklere sahip olduklarını görürüz. Basit bir örnek olarak, ipek inanılmaz derecede yumuşaktır ve dokunduğunuz zaman hassas bir his verir. Ancak ona nano düzeyde bakarsanız, çapraz bağlardan oluşan molekülleri fark edersiniz. Aslında ipeği bu kadar güçlü yapan da budur. Bu nedenle bu tip malzemeleri nano düzeyde manipüle edebiliriz. Bunun sonucunda da son derece güçlü, malzemeler yaratabiliriz.
Nanoteknoloji Günlük Hayatta Nerede Karşımıza Çıkar?
Nanoyapılar olarak da adlandırılan nano ölçekli nesneler o kadar küçüktür ki malzemeler tamamen farklı kimyasal ve fiziksel özelliklere sahiptir. Bu da bu malzemelerden bambaşka amaçlar için faydalanabileceğimiz anlamına gelir.
Örneğin altın dediğimiz zaman aklımıza parlak sarı rengi gelir. Oysa ki altını çok küçük nanopartiküllere dönüştürürseniz rengi değişir. Altın, ışığı yansıtıp parlak rengine sahip olmak yerine kırmızımsı bir renk alır. Hamilelik testlerinde baktığınız kırmızı boya aslında bu altın nanopartiküllerden oluşmaktadır.
Ama hepsi bu değil. Nanoyapılar yalnızca malzemelerin rengini değiştirmez. Nano düzeyde değişen diğer özellikler arasında manyetizma ve elektronik özellikler yer alır. Bu nedenle nanopartiküller, her gün deneyimlediğimiz makroskobik, klasik dünya ile kuantum mekaniğinin atom ve parçacık boyutundaki tuhaf dünyası arasında yer alır.
Nanoteknoloji size geleceğin teknolojisi gibi geliyorsa aslında yanılıyorsunuz. Aslında günlük olarak kullandığımız bir çok ürün zaten nanoteknoloji kullanılarak üretiliyor. Nanoteknoloji olmasaydı, günlük hayatta kullandığımız elektronik cihazların çoğuna sahip olamazdık. Intel, şüphesiz küçük bilgisayar işlemcilerinde liderdir ve Intel’in Core işlemci teknolojisinin en yeni nesli 10 nanometrelik bir çiptir.
On ila yirmi yıl önce nanoteknolojinin emekleme dönemlerinde nanorobotların kan dolaşımımızda yüzeceğini ve her türlü gösterişli bilim kurgu fırsatlarının önünü açacağını düşünüyorduk. Bunların hepsi (henüz) gerçekleşmedi. Ancak nanoteknolojinin hayatımızda şimdiden büyük bir fark yarattığı kesin. Aslına bakarsanız nanoteknoloji biz farkına bile varmadan, her yerdedir.
Örneğin, güneş koruyucularında UV ışığını absorbe etmek için titanyum nanopartikülleri kullanılır. Bu küçük parçacıklar yalnızca bizi korumakla kalmaz, aynı zamanda cilt üzerinde daha hafif hissettirir. Yağmurlu havalarda kullandığımız giysilerimizin damlacıkları üzerlerinden kaydırması da nanoteknolojinin bir sonucudur.
Sonuç olarak
Şu ana kadar aktardıklarımız sadece bir kaç örnek. Gelecekte çok daha ilginç uygulama alanlarının karşımıza çıkacağı ise gerçek. Nanoteknolojiye yönelik araştırmalar devam ediyor ve kuantum dünyası ile günlük hayatımızın arasında yer alan bu bilimden heyecan verici uygulamalar ortaya çıkmaya devam ediyor. Ayrıca bu konuda bir de antik örneğe göz atabilirsiniz: Antik Nanoteknoloji Harikası: Lycurgus Kupası
Kaynaklar ve ileri okumalar:
- Explainer: Nanotechnology and you. Yayınlanma tarihi: 10 Nisan 2011. Kaynak site: Conversation. Bağlantı: Explainer: Nanotechnology and you
- 7 Amazing Everyday Examples Of Nanotechnology In Action. Yayınlanma tarihi: 3 Haziran 2020; Kaynak site: Forbes. Bağlantı: 7 Amazing Everyday Examples Of Nanotechnology In Action/
- What is nanotechnology? Yayınlanma tarihi: 16 Temmuz 2023. Kaynak site: Cosmos. Bağlantı: What is nanotechnology?
Size Bir Mesajımız Var!
Matematiksel, 2015 yılından beri yayında olan ve Türkiye’de matematiğe karşı duyulan önyargıyı azaltmak ve ilgiyi arttırmak amacıyla kurulmuş bir platformdur. Sitemizde, öncelikli olarak matematik ile ilgili yazılar yer almaktadır. Ancak bilimin bütünsel yapısı itibari ile diğer bilim dalları ile ilgili konular da ilerleyen yıllarda sitemize dahil edilmiştir. Bu sitenin tek kazancı sizlere göstermek zorunda kaldığımız reklamlardır. Yüksek okunurluk düzeyine sahip bir web sitesi barındırmak ne yazık ki günümüzde oldukça masraflıdır. Bu konuda bizi anlayacağınızı umuyoruz. Ayrıca yazımızı paylaşarak veya Patreon üzerinden ufak bir bağış yaparak da büyümemize destek olabilirsiniz. Matematik ile kalalım, bilim ile kalalım.
Matematiksel
