Nano Yunancadan gelen bir sözcüktür ve anlamı ‘cüce’ dir. Nano ile tanımlanan ifadeler, herhangi bir ölçünün milyarda birini gösterir. Örneğin; nanometre, metrenin milyarda birini (1nm =10-9m) ifade etmektedir.
Nanoteknoloji; maddenin nonometre ölçeğinde yani atomsal, moleküler ve supramoleküler yapılar düzeyinde denetlenmesi yoluyla yeni malzeme, cihaz ve sistemlerin tasarlanmasını ve üretilmesini konu alan bir teknoloji dalıdır. Nanoteknoloji dünyası; üç atomlu ufak bir su molekülünden, hemoglobin gibi oksijen taşıyan çok daha büyük bir protein molekülüne yada daha da büyük DNA zincirine kadar çok geniş bir alanı kaplar.
Nanoteknoloji’nin birçok tanımı vardır. En güzel ve zarif tanım: “Atomsal düzeyde mühendislik”. Diğer tanımlarına ise Amerikan hükümeti raporlarından erişebilirsiniz. Burada önemli olan bir etki veya materyalin 100 nanometre civarında olmasıdır. Nanoteknoloji biraz da ilginç bir tartışma ortamı, mesela malzeme bilimciler nanoteknolojinin en çok kendileri ile ilgili olduğunu iddia ederler. Kimyacılar ve fizikçiler de bu tartışmaya katılırlar. Sonunda nanoteknoloji kralın paylaşılamayan kızı olur, çıkar.
Bilim tarihi uzun zamandır sürekli branşlaşmaya gitti, hatta Türkiye de çokça kullanılan bir söz vardır: “Her şeyden biraz bileceğine, bir şeyi tam bil” diye. Nanoteknoloji bu görüşü savunanları sanırım bayağı bir üzecektir. Çünkü bilimsel gelişmenin atomik boyut sınırlarına dayanması ile bir anlamda bilimler de ortak bir noktaya yaklaşmışlardır.
Artık canlıların sırrını çözmek için molekülleri ve bağ yapılarını bilmek, fizik kanunlarını uygulamak için kimyayı öğrenmek ve elektronik çipler imal etmek için hem kimya hem fizik bilmek, atomları anlamak için kuantum fiziğini idrak edebilmek gerekiyor. Sanki Nanoteknoloji, etrafında bilimlerin el ele tutuştuğu ve bu yardımlaşma ile büyüyen bir çocuk.
Genelde insanların yeni bir “oloji” ye karşı ilk soruları “bunun faydası ne?”, özellikle orta yaşlı memurların sorduğu “para kazandırıyor mu?”oluyor. Faraday’ın verdiği enfes bir cevap vardır, taşı gediğine koyar usta bilim adamı : “Peki yeni doğmuş bir bebeğin dünyaya faydası nedir?”
Nanoteknoloji hayatımızı gerçekten çok değiştirecek ve bilime bakış açımızı da…

NANOYAPININ ÖZELLİKLERİ NELERDİR?
Nano ölçekli metaryeller külçe metaryellere göre daha farklı ve üstün nitelikli mekanik, elektrik, ısıl, optik ve kimyasal özelliklere sahip olduklarından son yılların en dikkat çekici çalışma alanlarını oluşturmaktadırlar.

• Hacme göre yüksek yüzey-hacim oranına sahip olma (geniş ölçüde yüzey atomlarına sahip)
• Yapı atomsal düzeye indirgendiğinden klasik fizik yerine kuantum etkiler işin içine giriyor.
• Kuantum kuyusu gibi davranan nanoyapıların bant aralığı yapısı da değişiyor.
• Külçe halinde oda sıcaklığında tepkimeye girmeyen altın 3-5 nm boyutlarında pek çok tepkimeyi tetikleyebiliyor.

KULLANIM ALANLARI NELERDİR?
Nano yapılar elektronik, optoelektronik, sensör, laser yapımı gibi bir çok alanda kullanılmaktadır. Bügün uygulama alanlarına bir kaç örnek verirsek,

• Manyetikleştirilmiş nano katmanları en ufak değişiklikleri farkedecek şekilde bir chip içine integre ediliyor. Bu ufak yapı trafik sensörü olarak yalnızca uçak ve otomobilleri tanımakla kalmıyor, manyetik alanlarına bakarak tiplerini de belirliyebiliyor.
• ‘Hypertermie’ ilacı adı verilen ve kanserle mücadelede kullanılan ilaç şimdiden klinik deneylerde yer alıyor. Bu ilaç yaklaşık 10 nm boyutlarında ve tümör dokusu tarafından içine çekilen küçük manyetik parçacıklardan ibaret. Dışarıya yerleştirilen manyetik alan ile kontrol ediliyor.
• Bilim adamları biyolojik moleküllerle bir test tüpü içinde bilgisayar oluşturmayı başardılar. Bu 1mm'nin onda biri kadar olan su damlacığı içindeki 1 trilyon bilgisayarın aynı işlemi yapması anlamına geliyor.
• Hücrelerle bağlantılı proteinlerin eser miktardaki izlerini saptayarak prostat kanserinin yayıldığı yeri işaretleyen silikondan nanokablolar yapıldı.
• Külçe halinde oda sıcaklığında tepkimeye girmeyen altın 3-5 nm boyutlarında pek çok tepkimeyi tetikleyebiliyor.

Nanoyapılar bize sadece bugün için değil gelecek içinde umut veriyor. Özellikle tıp alanında büyük çığır açacağı düşünülüyor. Yapılacak nanorobotlar kan ile hastalıklı bölgelere ulaşacak ve gerekli işlemi gerçekleştirebilecek.



ELDE EDİLEN NANOYAPILAR
Nano yapıların oluşturulmasında kullanılan teknikler ve bu tekniklerde kullanılan parametrelerin değişimi ile nanowire, nanorod, nanotetrapod, nanotube, nanobrush, nanoring, nanowhisker gibi pek çok farklı şekle sahip yapı elde etmek mümkündür.
Ayrıca elde edilmiş tek tip nano yapının bir kaç parametresinin değişimi ile boyutlar üzerinde oynama yapmayı olanaklı kılmaktadır.

Bu parametreler:

• Hazırlanış şartları
• Uygulama süresi
• Hazırlanma basıncı
• Kullanılan malzeme miktarı ve saflığı
• Taşıyıcı gaz özellikleri
• Sıcaklık

NANOTERAPOD ve ELDE EDİLİŞ YÖNTEMLERİ
Nanoyapılar fiziksel ve kimyasal olmak üzere iki yöntemle elde edilirler. Biz laboratuarımızda fiziksel yöntemlerden vapour liquid solid tekniğini kullanıyoruz.
Vapor Liquid Solid (VLS)
Basit ve ucuz bir teknik olduğu için en fazla kullanılan nanoyapı elde etme metodudur.
VLS üç basamak altında incelenir.

• Çekirdeklenme
• Çökelme
• Biriktirme

Çekirdeklenme basamağında nano boyuttaki metal parçaçıklar alttaş üzerine yerleşir. (Alttaş ve kaynak metaryel tüp içine yerleştirilen alümina veya quartz tüp içinde yer alırlar.) Nano boyutta metal parçaçık yerleşimi için eutectic sıcaklık üzerinde çalışmak gerekir. Daha sonra tüp fırın merkezinden elde edilen kaynak metaryal buharı taşıyıcı gaz vasıtası ile tüp fırın içinde merkeze göre daha düşük sıcaklıktaki bölgeye yerleştirilmiş olan alttaş üzerine biriktirilirerek metalce yoğun bir ortam oluşturulur. Bu eutectic alaşım saturasyona (doyum) ulaştığında çökelme aşaması başlamış olur. Kaynak metaryel sıvı – katı ara yüzeyine doğru çökelir. Sıvı yüzeyde metal için yapışma katsayısı yüksek olduğundan birikme bu yüzey üzerinden sağlanır.

BAKINIZ
DNA Nanoteknolojisi
Tıpta Nanoteknoloji Kullanımı