| Prof. Dr. HİLMİ ÜNLÜ |
|
Ulusal Nanoteknoloji Platformu |
Nanobilim ve Nanoteknoloji Nedir?
Bilişim ve haberleşme teknolojilerinde ortaya çıkan talepler hacmi küçük ve bilgi depolama ve hız yeteneği yüksek olan elektronik ve bilgisayar tabanlı iletişim sistemleri ve cihazlarına olan ihtiyacı hızla artırmaya devam etmektedir.Günümüz elektronik haberleşme ve bilişim teknolojisi silikon yarıiletken tabanlı olup, mevcut talebin ancak üretim sürecini arttırarak ve/veya geliştirerek karşılamak mümkün gözükmektedir. Yoğun araştırma-geliştirme faaliyetleri sonucu mevcut silikon yarıiletken cihazlarının boyutlarını ancak 2020 yıllarında 10-20 nanometre boyutlarına indirebileceği beklenmektedir. Elektronik ve optoelektronik cihazların boyutlarının küçültülmesi hacimlerinin küçültülmesi ve hızlarının artırılması anlamına gelen bu yeni teknolojik üretim yöntemi birçok fiziksel problemleri de beraberinde getirmektedir. Bu sorunları ortadan kaldırmak amacıyla, dünyanın dört bir yanında bilim adamları ve mühendisler geleceğin bilişim ve iletişim teknolojilerini belkemiğini oluşturacak olan ve hatta dünya ekonomisinin şeklini ve yönünü belirleyecek ve devletlerarası güç dengelerininşekillenmesine yola açacak olan “Nanobilim ve Nanoteknoloji” konusunda yoğun biçimde çalışmaktadırlar. Nanobilim ve nanoteknoloji, Fizik, Kimya, Biyoloji ve Malzeme gibi fen bilimlerini ve Elektronik, Bilgisayar, Makina, Kimya, İnşaat, Tekstil ve Çevre gibi mühendislik dallarını içeren geniş kapsamlı disiplinlerarası bir bilimsel ve teknolojik yaklaşımı ifade etmektedir.Nanoteknoloji yaklaşık son yirmi yılda ortaya atılan bir kavram olmakla birlikte bu konuda dünyada yoğun araştırmalar yapılmaktadır. Nano-metre birimi ile ölçülen boyutlara sahip büyüklüklerle uğraşan bu teknoloji dalı mevcut teknolojik kazanımları ne denli ileriye götüreceğini şimdiden tahmin etmek zordur. Ancak teknolojinin kapsamı ve uygulama alanları süratle gelişmektedir. Günümüz teknolojisi maddelerin bilinen fiziksel ve kimyasal özelliklerinin kullanımına dayanır. Öteyandan, nano-boyutlara inildiğinde “quantum-size effect” denilen ve malzemenin boyutları ile değişen yeni fiziksel ve kimyasal özellikler ve olaylar kullanılacak malzemenin boyutunu değiştirerek sürekli olarak değişebilen ve ayarlanabilen fiziksel ve kimyasal özelliklere sahip olan malzemelerin üretilebileceğine işaret etmektedir.
Nanoteknoloji’nin Uygulama Alanları:
Son yıllarda nanoyapılı malzemelerin elektronik ve haberleşme, bilişim, biyoteknoloji, enerji, tıp, inşaat ve çevre gibi konulardaki uygulamaları üzerine çok sayıda çalışma gerçekleştirilmiştir. Bu malzemeler metalleri, seramikleri, polimerik malzemeleri ve kompozit malzemeleri içermektedir. Nanoteknoloji sağlıkta hastalık teşhis ve tedavisinde, ilaç sanayinde, tarımda, elektronik ve haberleşmede, bilgi işlemede ve depolamada, çoklu işlevi olan yeni malzeme geliştirmede, endüstrinin sayılması güç ve daha birçok diğer alanlarında olduğu gibi savunma teknolojilerinde de vazgeçilmez olacaklardır. Bir yandan nanobiyoteknoloji ile moleküllerden nano-makina yapma çalışmaları yürürken diğer yandan nano-boyutlara inerek üretilen bilgisayarların bilgi işleme hızları ve depolama yetenekleri mevcut olanların kat kat (yüzlerce ve hatta binlerce) üstüne çıkarılabilecektir. Böylece mevcut bilgisayar kapasitesine sahip küçük hacimli bilgisayarlarla donatılmış nanorobotlar sivil ve savunma alanlarında birçok ihtiyacı yerine getirecektir. Dışarıdan alınan savunma sistemlerinin görünmeyen ve tespit edilemeyen kısımlarına yerleştirilmiş bu gibi cihazların milli savunmamıza oluşturacağı tehdit ve tahriplerin büyüklüğünü vurgulayarak gerekli tedbirlerin alınmasının ve ulusal nanoteknoloji stratejisinin elzem olduğunun farkına varmanın zamanı geldiğini belirtmekte yarar vardır. Örneğin, kişilerin milliyetine göre seçici olarak tahrip edici çeşitli mikropların ve ilaçların piyasaya çıkması ve bunların panzehirinin elde olmaması çok düşündürücü ve ürkütücüdür. Keza, nanosensör ve bilgisayarlarla donatılmış ve uzaktan algılama sistemleri donatılmış ve hedeflerini çok yüksek hassasiyet ve hızla tesbit ve tahrip edebilen veya kendi savunma kararlarını daha hızlı ve doğru alabilen güçler karşısında yeterli savunma geliştirmekte gecikmek ülkemizin geleceği açısından ne kadar çok tehlikeli olacağını ve gereken önlemlerin alınmasının tarihi bir önem arzettiğini vurgulamakta yarar vardır. Nano-parçacıklardan yapılmış kompozitlerle güçlendirilmiş mekanik malzemelerle yapılan zırh veya daha hafif ve dayanıklı malzemeden yapılmış uçaklarla bir ülkenin savunma gücünün önemli oranda artacağı dikkat edilmesi gereken diğer bir noktadır. Nanobiyoteknolojinin önümüzdeki 20 yıllık dönemde hayatımızı en çok etkileyecekbilim alanı olacağı öngörülmektedir. Özellikle gelişmiş ülkeler başta olmak üzere nanoteknoloji araştırma geliştirme çalışmaları, ve bu çalışmalar için yapılan yatırımlar ivme kazanarak artmaktadır.
Uluslararası Nanoteknoloji Yatırımları:
Nanobilim ve nanoteknoloji çok kuvvetli ve hafif malzemeler, çok küçük bilgisayar parçaları, yeni sensör ve çok hızlı çalışan nanoboyutlu elektronik ve optoelektronik teknolojileri ile öngörülemeyecek kadar çok küçük boyutlu ve aynı zamanda etki gücü yüksek savunma sistemlerini üretebilme yeteneğine sahiptir. Geliştirilmeye müsait ve pazarlama potansiyeli yüksek olan bu yeni teknolojinin önemini ve gücünü farkeden ve ileride dünya ekonomisini ve devletlerarası güçler dengesini belirleyici olacağına inanan Amerika Birleşik Devletleri (ABD), Rusya, AB, Japonya ve Çin gibi gelişmiş ve gelişmekte olan ülkeler “Nanobilim ve Nanoteknoloji” araştırma-geliştirmeye yönelik dev yatırımlar yapmaktadırlar (Bkz. Şekil 1). Öteyandan, bu ülkelerde sayıları süratle artan nanoteknoloji tabanlı çeşitli ölçeklerde şirketler kurulmakta ve devlet destekli üniversite-sanayi işbirliğine büyük önem verilmektedir. Özellikle büyük sanayi kuruluşları nanoteknolojide araştırma ve geliştirmeye yönelik önemli yatırımlar yapmaktadır. Nanoteknolojiye en büyük yatırım ABD’nde olmaktadır. Sadece 2003 de ABD federal bütçeden 3 milyar dolarınanoteknolojı projelerine ayırdı. Özellikle üniversitelere askeri projeler kapsamında önemli maddi destekler sağlandı. ABD 2005 de başlayıp 4 yıla yayılacak olan nano-initiative için 3.70 milyar dolar ayırmayı planladı ve yaklaşık 10 merkeze 2006 da 1 milyar dolar civarında bir ödenek ayrılmıştır. Japonya, ABD yi takip eden ve çok iyi bir alt yapıya sahip, çok güçlü bir devlet politikası izleyen ikinci ülke durumundadır.Japonya 2006 yılında yaklaşık %90’i hükümet tarafından olmak üzere 1 milyon doları Ar-Ge ve üretime yakın projelerin desteklenmesinde harcamıştır. Avrupa Birliği, ABD ve Japonya’yı takip edebilmek için, FP 6. çerçeve programı içinde desteklenmesi gereken öncelikli alanlardan biriolarak belirlediği nanoteknolojiye araştırma-geliştirme faaliyetlerinde kullanılmak üzere yaklaşık olarak 1.30 milyar Euro ayırmış olup bunu FP 7.çerçeve programı içinde de yaklaşık iki katına çıkartmıştır. Özellikle Almanya, Fransa ve İngiltere’de nanoteknoloji alanındaki araştırma-geliştirme merkezlerinin kurulması ve projelerin geliştirilmesi için yüksek miktarda maddi destek sağlanmaktadır. Birçok AB ülkesinde (Almanya, Çek Cumhuriyeti, Danimarka, Fransa, Hollanda