Mühendislik ve Teknoloji

Sonsuz Küçükten Sonsuz Büyüğe Nanoteknoloji

Hepimiz bir yerlerden nanoteknoloji sözcüğünü duymuşuz ya da okumuşuzdur. Nanoteknoloji aslında nano ve teknoloji kelimelerinden oluşan birleşik bir kelimedir. Buradaki “Nano” ön eki Yunanca’da “cüce” anlamına gelmektedir. “Nano” ekinin metrik sistemde karşılığı da metrenin milyarda birine denk gelmektedir. İşte kısaca nanoteknoloji de bu nano ölçek boyutundaki malzemeleri kullanarak oluşturulan teknolojinin genel adıdır. Bilim dünyasında çok da eski olmayan bu teknoloji şimdiden geleceğin teknolojileri arasında sayılmaktadır.

Peki Nanoteknoloji neden bu kadar önemli ?

1945’de üretilen ve elektrikle çalışan ve elektronik veri işleme kapasitesine sahip ilk bilgisayar olarak kabul edilen ENIAC bilgisayarını ele alalım. Bu bilgisayar yaklaşık 167m2 alan kaplıyordu ve ağırlığı yaklaşık 30 tondu. Şimdi de günümüz bilgisayarlarını düşünelim. Şu anki laptop bilgisayarlarımız kolayca yanımızda taşıyabileceğimiz bir ağırlıkta ve onları bir yerlere sığdırmakta da pek zorluk çektiğimiz söylenemez en azından eskiye kıyasla. Kısacası yaklaşık 75 yıl önce bilgisayarlar için odalar boyu alan gerekiyorken şimdi sadece küçük bir çanta kadar alan gerekmektedir. Peki gelecekte bu bilgisayarlarımız bir bakteri boyutunda olabilir mi?

Bir makineyi ne kadar küçük yapabiliriz ?

Nanoteknoloji yeni yeni filizlenirken bu alana dikkatleri çekmeye çalışanlardan biri sonradan nanoteknolojinin babası olarak da anılacak ünlü fizikçi Richard Feynman’dı. Feynman “There’s plenty of room at the bottom”(Altta daha çok yer var) adlı konuşmasında şu soruya işaret etti: Neden makineleri çok daha küçük yapamayalım hatta neden atom boyutunda yapamayalım? Fakat nanoteknoloji adımlarının yavaş yavaş duyulmaya başlandığı o dönemlerde bu teknolojinin önünde büyük bir engel vardı: küçük ölçekte geçerli olan fizik yasalarını anlayabilmek.

Nanoteknolojinin Geleceği Ve Uygulama Alanları

Kendisi küçük(!) getirisi büyük olan bu teknolojinin tahmin edilen uygulama alanlarını düşündüğümüzde önümüzdeki dönemlere damga vurmasını beklemek yanlış olmaz. İşte bu teknolojinin gelecekteki bazı uygulama alanları şunlardır.

Bedenimizdeki Nanomakineler

Yakın gelecekte hayatımıza girmesi beklenen bu makineler kan dolaşım sistemi aracılığı ile tüm vücudu dolaşabilecek ve taşıdıkları ilaçları direk gerekli olan bölgeye bırakabilecekler. Böylelikle kullanılan ilaçların vücudun diğer bölgelerine zarar vermesi büyük ölçüde azaltılacak. Örneğin kanser hastaları için uygulanan kemoterapi tedavisinde kullanılan ilaçların büyük yan etkileri vardır ve kanser hücreleri dışındaki normal hücrelere de etki etmektedirler. Ancak gelecekte bu sorun nanorobotların yukarıda belirtilen kullanım biçimiyle çözülebilecektir.

DNA Çipleri

Bilgisayar çiplerinde kullanılan teknolojiyi kullanılarak belirli DNA dizilimlerini ya da kanser hücrelerini tespit edebilecek nano boyutta bir çip üretilmesi mümkündür. Bu çip sayesinde vücudumuzdaki genler sürat ile taranabilecek, hastalıklı genler çok daha hızlı ve etkin bir şekilde tespit edilebilecektir. Bu sayede de hastalık daha ciddi seviyeye ulaşmadan müdahale edilebilecek.

Karbon Nanotüpler

Görsel kaynak: https://bilimgenc.tubitak.gov.tr/makale/karbon-nanotupler

Nanoteknoloji ile üretilen pek çok üründe karbon nanotüpler kullanılıyor. Silindir şeklindeki karbon nanotüplerin çapları birkaç nanometreyken uzunlukları milimetrelerle ifade ediliyor. Bu nanomalzemeler sağlamlık, elektrik iletkenliği, ısı iletkenliği gibi özellikleriyle de başka malzemelere göre daha avantajlı konumdalar. Şimdiden bu özelliklerinden dolayı birçok alanda kullanılmaya başlanan karbon nanotüplerin gelecekte bilgisayarın yapımlarında kullanılabileceği düşünülüyor.

Atomik Transistörler

Kaynak: https://www.webtekno.com/dunyanin-en-kucuk-elektronik-bileseni-unvanini-alan-tek-atomlu-transistor-h51708.html

Günümüz elektrik devrelerin temel birimlerinden olan silikon transistörler gittikçe küçülmeye ve çoğalmaya devam etmektedir. Ünlü Moore yasasına göre mikroişlemciler içindeki transistör sayısı her yıl iki katına çıkacaktır. Bu yasa uzun zamandır geçerliliğini sürdürse bile sonsuza kadar sürmeyeceği belirlidir. İşte bu noktadan sonra transistör sayısını arttırmak ve boyutunu küçültmek için silikon transistörler yerine başka bir alternatif bulmamız gerekecek. Bu alternatiflerden biri de nanoteknoloji ile üretilen tekil atomlardan yapılmış moleküler transistörlerdir.

Nanobilgisayarlar

Gelecekte transistörlerin atomik boyuta düşürülmesi gibi diğer devre elemanları da nano ölçekte üretebilecek duruma gelecektir. Nano ölçekteki devre elemanları daha az enerji ile üretebileceğinden bu bilgisayarlar hem halihazırda bulunan bilgisayarlarımızdan çok daha küçük hem de kapasite ve hız olarak daha üstün bir seviye de olacaklardır.

Göz Atmak İsterseniz

Kaynakça:

Matematiksel

Kamil Anıl

Cevaplardan çok sorulara merak duyan ve çok soru soran eğitim hayatını ODTÜ'de sürdüren bir talebeyim. Ayrıca bilim ve matematiğin uçsuz bucaksız olduğuna ve herkese ulaşabileceğine inanmaktayım. Yeter ki ne kadar zaman geçerse geçsin "hala öğreniyorum" diyebilelim.

Bir cevap yazın

E-posta hesabınız yayımlanmayacak. Gerekli alanlar * ile işaretlenmişlerdir

Başa dön tuşu