Bu maddede bircok sorun bulunmaktadır. Lutfen sayfayı geli?tirin veya bu sorunlar konusunda tartı?ma sayfasında bir yorum yapın. Bu maddede kaynak listesi bulunmasına kar?ın metin ici kaynakların yetersizli?i nedeniyle bazı bilgilerin hangi kaynaktan alındı?ı belirsizdir . Lutfen kaynakları uygun bicimde metin icine yerle?tirerek maddenin geli?tirilmesine yardımcı olun. ( Haziran 2020 ) ( Bu ?ablonun nasıl ve ne zaman kaldırılması gerekti?ini o?renin ) Bu madde, Vikipedi bicem el kitabına uygun de?ildir . Maddeyi, Vikipedi standartlarına uygun bicimde duzenleyerek Vikipedi'ye katkıda bulunabilirsiniz. Gerekli duzenleme yapılmadan bu ?ablon kaldırılmamalıdır. ( Haziran 2020 )

Bu ?ngilizce sayfanın ya da bir kısmının Turkceye cevrilmesi gerekmektedir. Bu sayfanın tamamı ya da bir kısmı Turkce dı?ındaki bir dilde yazılmı?tır. Madde, alakalı dilin okuyucuları icin olu?turulmu?sa o dildeki Vikipedi'ye aktarılmalıdır. ?lgili de?i?iklikler gercekle?mezse maddenin tamamının ya da cevrilmemi? kısımların silinmesi sozkonusu olabilecektir. ?lgili calı?mayı yapmak uzere bu sayfadan destek alabilirsiniz

Nanoteknoloji , maddenin atomik , molekuler ayrıca supramolekuler seviyede kontroludur.

Nanoteknolojinin ayrıca bugun molekuler nanoteknoloji olarak bahsedilen en eski ve yaygın tanımı, tam olarak makroolcek urunlerinin imalatı icin atomların ve molekullerin kontrolunun belirli bir amacını ifade etmektedir. Nanoteknolojinin daha genel tanımı sonradan National Nanotechnology Initiative tarafından yapılmı?tır. National Nanotechnology Initiative, nanoteknolijiyi en az bir boyutunun buyuklu?u 1’den 100 nanometreye kadar olan maddenin kontrolu olarak tanımlar. Bu tanım ?u gerce?i gosteriyor ki; kuantum mekani?i etkileri bu kuantum-alan olce?inde onemlidir. Bu yuzden tanım belirli bir teknolojik amactan cok, verilen buyukluk sınırının altında olu?an maddenin ozel niteliklerini ele alan tum teknoloji ve ara?tırma turlerini kapsayan bir ara?tırma kategorisine donu?tu. Bu yuzden “nanoteknolojileri”nin ve “ nanoolcek teknolojileri”nin co?ul formunun ‘ortak ozelli?i buyukluk olan geni? bir dizi ara?tırma ve uygulamaları ifade etti?ine sıkca rastlanır. Potansiyel uygulamaların (endustriyel ve askeri dahil) ce?itlili?i yuzunden devletler nanoteknoloji ara?tırmaları icin milyarlarca dolar yatırım yaptı. National Nanotechnology Initiative dolayısıyla ABD 3.7 milyar dolar yatırım yaptı. Avrupa Birli?i 1,2 milyar dolar ve Japonya 750 milyon dolar yatırım yaptı.

Nanoteknoloji buyuklukle tanımlandı?ı icin yer bilimi , organik kimya , molekuler biyoloji , yarı iletken fizi?i, mikrofabrikasyon gibi bilim alanlarını icerir ve do?al olarak cok geni?tir. ?lgili ara?tırma ve uygulamalar da aynı ?ekilde ce?itlidirler. Atomik olmayan aygıt fizi?inin uzantılarından temelleri molekuler kendinden montaj olan tamamen yeni yakla?ımlara, nano olcekteki boyutlarıyla yeni materyaller geli?tirmekten atomik olcekteki maddenin direkt kontrolune kadar ce?itlilik gosterirler.

Bugunlerde bilim adamları nanoteknolojinin olası sonucları uzerinde tartı?ıyorlar. Nanoteknoloji ilac , elektronik , biyomalzeme ve enerji uretiminde oldu?u gibi geni? uygulama yelpazesiyle bircok arac ve madde yaratabilir. Di?er yandan, nanoteknoloji her yeni teknolojinin yarattı?ı sorunların co?unu yaratabilir; bunlara zehirlilik, nanomaddelerin cevresel etkisi ve bunların kuresel ekonomiye olası etkisi ve ce?itli kıyamet gunu senaryoları ?upheleri gibi kaygılar ornek verilebilir. Bu kaygılar savunma grupları ve hukumet arasında nanoteknoloji icin ozel bir duzenlemenin garanti olup olmadı?ı konusunda tartı?maya neden oldu.

Tarihi [ de?i?tir | kayna?ı de?i?tir ]

Nanoteknolojiyi besleyen ilk kavramlar, unlu fizikci Richard Feynman tarafından atomların direkt kontrolu aracılı?ıyla bir sentezin olasılı?ından bahsetti?i konu?ması There's Plenty of Room at the Bottom sırasında tartı?ılmı?tır. “Nanoteknoloji” terimi ilk kez 1974’te Norio Taniguchi tarafından kullanılmı?tır. Yine de cok bilinmiyordu.

Feynman’ın kavramlarından etkilenen K. Eric Drexler, “nanoteknoloji” terimini ba?ımsız olarak 1986’da kitabı Engines of Creation: The Coming Era of Nanotechnology’de kullanmı?tır. Bu kitap, hem kendinin hem di?er kestirilmi? karma?ıklık maddelerinin atomik kontrol ile bir kopyasını olu?turabilecek nano-olcek cevirici fikrini one surmu?tur. Drexler ayrıca 1986’da nanoteknoloji kavramları ve sonucları hakkında toplum bilinci olu?turmak icin The Foresight Institute (Ongoru Enstitusu) ‘nu kurmu?tur.

Bu ?ekilde, 1980'lerde nanoteknolojinin bilim dalı olarak ortaya cıkması, teorik ve kamu i?lerinin birle?mesiyle olmu?tur. Bu birle?im, nanoteknoloji icin ve maddenin atomik kontrolune biraz daha dikkat ceken yuksek gorunurluklu deneysel geli?meler icin kavramsal bir cerceve geli?tirmi? ve yaygınla?tırmı?tır.

Orne?in; 1981’de taramalı tunelleme mikroskobunun icadı atom ve ba?ların daha once yapılandan farklı bir ?ekilde goruntulenmesini sa?lamı?tır ve 1989’da atomların kontrolunde ba?arılı bir ?ekilde kullanılmı?tır. IBM Zurich Research Laboratory’da mikroskobu geli?tiren Gerd Binnig ve Heinrich Rohrer 1986’da Fizik dalında Nobel Odulu aldı. Ayrıca Binnig, Quate ve Gerber o yıl analog atomsal kuvvet mikroskobunu bulmu?tur.

Fulerinler 1985’te birlikte Kimya dalında Nobel Odulu kazanan Harry Kroto , Richard Smalley ve Robert Curl tarafından ke?fedilmi?tir. C60 ilk ba?ta nanoteknoloji olarak tanımlanmamı?tır; bu terim, nano-olcek elektroni?i ve aracları icin olası uygulamalar oneren ilgili grafen tupleri ( karbon nanotupleri veya Bucky tupleri) ile daha sonraki calı?maya ili?kin kullanılmı?tır.

2000'li yılların ba?ında, biriken alan hem anla?mazlı?a hem ilerlemeye sebep olan bilimsel, siyasi ve ticari dikkati arttırdı. Anla?mazlıklar, Royal Society ’nin nanoteknoloji hakkındaki raporu tarafından ispat edilen nanoteknoloji tanımları ve olası sonuclarına ili?kin ortaya cıkmı?tır. Molekuler nanoteknoloji taraftarları tarafından planlanan uygulamaların uygulanılabilirli?ine ili?kin kar?ı goru?ler ortaya atıldı. Bu tartı?malar 2001 ve 2003 yılında Drexler ve Smalley arasında bir kamu tartı?masında doruk noktasına ula?mı?tır.

Bu sırada, nano-olcek teknolojilerindeki geli?melere dayanan urunlerin ticarile?mesi ba?ladı. Bu urunler nanomateryallerin dokme uygulamalarıyla sınırlıdır ve maddenin atomik kontrolunu icermemektedir. Bazı ornekler; gumu? nanoparcacıkların anti-bakteriyel bir madde ve nanoparcacık temelli ?effaf gune? kremleri olarak kullanılması ve karbon nanotuplerin leke tutmaz tekstil urunleri icin kullanılması icin Gumu? Nano platformu icermektedir.

Devletler, ABD’ de nanoteknolojinin buyuklu?e dayalı tanımını formulize eden ve nano-olcek ara?tırmaları uzerine fon kuran National Nanotechnology Initiative ile ba?layarak nanoteknoloji ara?tırmalarını desteklemeye ve finanse etmeye ba?ladılar.

2000'li yılların ortalarına do?ru yeni ve bilimsel ilgi geli?meye ba?ladı. Maddenin atomik hassas kontrolu uzerine odaklanan, ayrıca var olan ve tasarlanmı? kapasiteler, amaclar ve uygulamaları tartı?an nanoteknoloji yol haritaları uretmek icin projeler ortaya cıktı.

Temel kavramlar [ de?i?tir | kayna?ı de?i?tir ]

Nanoteknoloji, fonksiyonel sistemlerin molekuler olcekte muhendisli?idir. Bu, guncel calı?mayı ve daha geli?mi? kavramları icerir. Orijinal anlamıyla nanoteknoloji, bugun tam ve yuksek performanslı urunler yapmak icin geli?tirilen araclar ve teknikleri kullanarak maddeleri a?a?ıdan yukarıya olu?turmada tahmini gucu ifade eder.

Bir nanometre (nm), metrenin milyarda biri, ya da 10-9 katıdır. Tipik karbon-karbon ba? uzunlu?u ya da bir molekuldeki atomların arasındaki bo?luk 0.12?0.15 nm arasında de?i?iklik gosterir ve bir DNA cift sarmalı yakla?ık 2 nm capa sahiptir. Di?er yandan, en kucuk hucresel ya?am formları, Mikoplazma familyasının bakterileri, yakla?ık 200 nm uzunlu?undadır. Genel kabul ile, ABD’deki National Nanotechnology Initiative tarafından kullanılan tanımın ardınca nanoteknoloji 1’den 100’e olcu aralı?ı olarak alınmaktadır. Daha du?uk limit atomların boyutu tarafından belirlenmektedir (hidrojen, yakla?ık bir nm capın ceyre?i kadar olan en kucuk atomlara sahiptir.) cunku nanoteknoloji aygıtlarını atom ve molekullerden in?a etmek zorundadır. Ust limit a?a?ı yukarı rastlantısal ama yakla?ık olarak daha geni? yapılarda gozlemlenmeyen olayların belirgin hale gelmeye ba?ladı?ı ve nano aygıtta yararlanılabildi?i boyuttur. Bu yeni olaylar, nanoteknolojiyi e?de?er makroskobik aygıtın sadece kucultulmu? versiyonları olan aygıtlardan farklı kılar. Boyle aygıtlar daha buyuk olcektedir ve mikroteknoloji tanımı altındadır.

Bu olce?i ba?ka bir ba?lama koyarsak, bir nanometrenin boyutunun bir metreye oranı bir bilyenin boyutunun dunyaya oranıyla aynıdır. Di?er bir deyi?le, bir nanometre ortalama bir adamın tıra? makinesini yuzune yakla?tırdı?ı zamanda uzayan sakal miktarıdır.

Nanoteknolojide iki ana yakla?ım kullanılmaktadır. “A?a?ıdan yukarı” yakla?ımında; aygıt ve materyaller, molekuler tanıma ilkeleri ile kendilerini kimyasal olarak bir araya getiren molekuler bile?enlerden olu?turulur. “Yukarıdan a?a?ı” yakla?ımında, nano-nesneler atomik-duzey kontrolu olmayan daha buyuk olu?umlardan olu?turulur.

Nanoelektronik, nanomekanik, nanofotonik ve nanoiyonik gibi fizik alanları, nanoteknolojinin temel bilimsel kurulumunun sa?lanması icin son birkac on yıllık periyotlarda olu?mu?tur.

Daha buyukten daha kucu?e: materyaller bakı? acısı [ de?i?tir | kayna?ı de?i?tir ]

Sistemin buyuklu?u azaldıkca bazı olaylar belirgin hale gelmektedir. Bu olaylar kuantum mekanik etkilerini oldu?u gibi istatistiksel mekanik etkileri de icerir; orne?in, katı maddenin elektronik ozelliklerinin parcacık buyuklu?undeki cok buyuk azalmalar ile de?i?tirildi?i “kuantum boyut etkisi”. Bu etki makro boyutlardan mikro boyutlara gitmeyle ortaya cıkmaz. Bununla beraber, nanometre aralı?ına (genellikle 100 nanometre aralık ya da daha az) ula?ıldı?ında kuantum etkileri daha buyuk hale gelebilir. Buna kuantum alanı denir. Ek olarak, makroskobik sistemlere nazaran bircok fiziksel (mekanik, elektriksel, optik, vb.) ozellikler de?i?ir. Materyallerin mekanik, termal ve katalitik ozelliklerini de?i?tiren oranı yukselten yuzey alanındaki artı? buna bir ornektir. Nano-olcekteki difuzyon ve reaksiyonlar, hızlı iyon ta?ımalı nanoaygıtlar ve nano-yapı materyalleri genellikle nanoiyonikler olarak tanımlanır. Nanosistemlerin mekanik ozellikleri nanomekanik ara?tırmalarının ilgi alanıdır. Nanomateryalleirn katalitik faaliyeti ayrıca biyomateryaller ile etkile?imlerinde olası riskler olu?turur.

Nano-olce?e du?urulen materyaller, e?siz uygulamalara olanak vererek, makro-olcekte gosterdi?i ozelliklere nazaran farklı ozellikler gosterebilir. Orne?in; opak maddeler ?effaf hale gelebilir (bakır); kararlı maddeler yanıcı hale gelebilir (aluminyum); cozunmeyen maddeler cozunur hale gelebilir (altın). Altın gibi normal olceklerde kimyasal olarak inert olan bir madde, nano-olcekte potansiyel kimyasal katalizor i?levi gorebilir. Nanoteknolojiye ilginin co?u maddenin nano-olcekte gosterdi?i kuantum ve yuzey olaylarından kaynaklanmaktadır.

Basitten karma?ı?a: molekuler bakı? acısı [ de?i?tir | kayna?ı de?i?tir ]

Modern sentetik kimya, kucuk molekullerin hemen her yapıya hazırlanmasının mumkun oldu?u bir noktaya ula?mı?tır. Bu yontemler, tıbbi urunler veya ticari polimerler gibi bircok yararlı kimyasalı uretmede kullanılır. Bu kapasite, bu tur kontrolu bir sonraki daha geni? seviyeye geni?letme, bu tek molekulleri iyi tanımlanmı? bir bicimde duzenlenen bircok molekulden olu?an supramolekuler birle?ime donu?turme yolları arama, sorusunu gundeme getirir.

Bu yakla?ımlar, a?a?ıdan yukarı yakla?ımıyla kendilerini otomatik olarak yararlı bicimlere donu?turmek icin molekuler oz toplanma ve/veya supramolekuler kimyayı kullanır. Molekuler tanıma kavramı ozellikler onemlidir: molekuller kovalent olmayan molekuller arası gucler nedeniyle belirli bir konfigurasyon veya duzenleme tercih edilsin diye molekuller tasarlanabilir. Watson-Crick temel e?le?mesi kuralları, tek bir tabakaya hedef alınan bir enzimin belirlili?i ya da proteinin kendisinin belirli bir katlanmasının da oldu?u gibi, bunun da direkt sonucudur. Bu ?ekilde, iki ya da daha fazla bile?en, daha karma?ık ve kullanı?lı bir butun yapsınlar diye birbirlerini tamamlayıcı ve kar?ılıklı cekici olmaları icin tasarlanabilir.

Boyle yukarıdan a?a?ı yakla?ımlar, paralel olarak aygıtlar uretebilme kapasitesine sahip olmalıdır ve yukarıdan a?a?ı yontemlerden daha ucuz olmalıdır, ama istenilen birle?imin boyutu ve karma?ıklı?ı arttıkca potansiyel olarak mahvolabilir. Bircok yararlı yapılar karma?ık ve termodinamik olarak mumkun olmayan atom duzenlemeleri gerektirir. Bununla beraber, biyolojide molekuler tanıma temelli oz birle?menin bircok orne?i vardır, en onemlileri Watson-Crick baz e?le?mesi ve enzim-tabaka etkile?imleridir. Nanoteknoloji icin sorun, bu prensiplerin do?al olanlara ek olarak yeni yapılar yapmak icin de kullanılabilip kullanılamamasıdır.

Molekuler nanoteknoloji: uzun vadeli goru? [ de?i?tir | kayna?ı de?i?tir ]

Molekuler nanoteknoloji (molekuler uretim), molekuler olcekte calı?an tasarlanmı? nanosistemleri (nano-olcek makinelerini) ifade eder. Molekuler nanoteknoloji, ozellikle mekanosentez prensiplerini kullanarak atom istenilen yapı ve aygıtı atom atom uretebilen bir makine olan molekuler cevirici ile ili?kilendirilir. Verimli nanosistemler ba?lamında uretimin, karbon nanotupleri ve nanoparcacıklar gibi nanomateryalleri uretmekte kullanılan geleneksel teknolojilerle alakası yoktur ve acık bir ?ekilde ayırt edilmelidir.

Nanoteknoloji” terimi Erik Drexler ( Norio Taniguchi tarafından daha once kullanıldı?ını bilmiyordu.) tarafından ba?ımsız olarak dile kazandırıldı?ında ve yaygınla?tırıldı?ında, molekuler makine sistemlerine dayalı gelecekte olabilecek bir uretim teknolojisi anlamına gelmekteydi. Onerme ?oyleydi: Geleneksel makine birle?enlerinin molekuler olcek biyolojik analojilerinin molekuler makineleri orneklemesi mumkundu. Biyolojide bulunan sayısız ornek sayesinde, geli?mi? ve davranı?sal olarak optimize edilmi? biyolojik makineler uretilebildi?i bilinmektedir.

Umuluyor ki nanoteknolojideki geli?meler di?er verileri, belki de biyobenzetim prensiplerini kullanarak olası yapılar olu?turacak. Bununla beraber, Drexler ve di?er ara?tırmacılar, geli?mi? nanoteknolojinin, belki de ilk ba?ta biyobenzetim veriler tarafından gercekle?tirilmesine ra?men, tamamen makine yapım ilkelerine dayalı olması gerekti?ini one surmektedir. Yani nanoteknoloji; programlanabilir, konumsal birle?imin atomik spesifikasyonunu sa?layacak bu bile?enlerin (orne?in; di?liler, motorlar ve yapısal uyeler) mekanik fonksiyonelli?ine dayalı uretim teknolojisi olmalıdır. Ornek tasarımların fizik ve teknik performansı, Drexler’in Nanosistemler kitabında analiz edilmi?tir.

Genel olarak, aygıtları atomik olcekte birle?tirmek cok zordur. Cunku birisi benzer boyut ve direncteki di?er atomlar uzerine atomlar yerle?tirmek zorundadır. Carlo Montemagno tarafından one surulen di?er bir goru?e gore, gelecek nanosistemler silikon teknolojinin ve biyolojik molekuler makinelerin karı?ımı olacak. Richard Smalley, tek molekullerin mekanik olarak kontrolundeki zorluklar nedeniyle mekanosentezlerin imkansız oldu?unu ileri surmu?tur.

Biyolojinin acık olarak molekuler makine sistemlerinin mumkun oldu?unu gostermesine ra?men, bugun biyolojik olmayan molekuler makineler onların sadece ba?langıc a?amasıdır. Biyolojik olmayan molekuler makineler uzerine ara?tırmaların liderleri Dr. Alex Zettl ve onun Lawrence Berkeley Laboratuvarları ve UC Berkeley’deki arkada?larıdır. Hareketi de?i?en voltajla masaustunden kontrol edilen en az uc farklı molekuler aygıt geli?tirmi?lerdir: bir nanotup nanomotor, bir molekuler uyarıcı ve bir nanoelektromekanik gev?eme osilatoru.

Ho ve Lee tarafından 1999’da Cornell Universitesi’nde konumsal birle?imin mumkun oldu?unu gosteren bir deney yapılmı?tır. Tek karbon monoksit molekulunu (CO) duz gumu? kristal uzerinde bulunan tek demir atomuna (Fe) do?ru hareket ettirmek icin bir taramalı tunelleme mikroskobu kullanmı?lardır ve voltaj uygulayarak CO’yu Fe’ye kimyasal olarak ba?lamı?lardır.

Guncel ara?tırma [ de?i?tir | kayna?ı de?i?tir ]

Nanomateryaller [ de?i?tir | kayna?ı de?i?tir ]

Nanomateryaller alanı, nano-olcek boyutlarından kaynaklanan e?siz ozelliklere sahip materyaller uzerine calı?an ya da bu materyalleri geli?tiren alt alanlar icerir.

• Arayuz ve kolloid bilimi, nanoteknolojide yararlı olabilecek karbon nanotupu , di?er fulerinler, ce?itli nanoparcacıklar ve nanorodlar gibi bircok materyal olu?turmu?tur. Hızlı iyon ta?ımalı nanomateryaller ayrıca nanoiyonik ve nanoelektronikle alakalıdır.
• Nano-olcek materyaller ayrıca yı?ın uygulamalar icin de kullanılabilir. Nanoteknolojinin en guncel ticari uygulamaları bu turdur.
• Bu materyallerin medikal uygulamalarda kullanımında ilerleme kaydedilmi?tir.
• Nanopillar gibi nano-olcek materyalleri bazen geleneksel silikon gune? pillerinin maliyetiyle catı?an gune? pillerinde kullanılır.
• Ekran teknolojisi, aydınlanma, gune? pilleri ve biyolojik goruntuleme gibi urunlerin gelecek neslinde kullanılacak yarı iletken nanoparcacıkları kapsayan uygulamaların geli?mesi.

A?a?ıdan yukarı yakla?ımları [ de?i?tir | kayna?ı de?i?tir ]

Bunlar daha kucuk bile?enleri daha karma?ık birle?imlere donu?turme yolları ararlar.

• DNA nanoteknolojisi DNA’dan ve di?er nukleik asitlerden iyi tanımlanmı? yapılar olu?turmak icin Watson-Crick baz (temel) e?le?tirmesinin spesifikli?ini kullanır.
• Klasik kimyasal sentez (inorganik ve organik sentez) alanından gelen yakla?ımlar ayrıca iyi tanımlanmı? ?ekilleri olan molekuller tasarlamayı amaclar.
• Daha genel olarak, molekuler oz-birle?im, tek molekullu bile?enlerin otomatik olarak kendilerini bazı yararlı bicimlere donu?turmelerine sebep olmak icin supramolekuler kimya ve ozellikle molekuler tanıma kavramlarını kullanmaya calı?ır.
• Atomik kuvvet mikroskobu ucları, daldırma uclu nano yazıcı denilen surecte istenilen bir modelde yuzey uzerine bir kimyasal yerle?tirmek icin yazma kafası nano-olce?i olarak kullanılabilir.

Yukarıdan a?a?ı yakla?ımları [ de?i?tir | kayna?ı de?i?tir ]

Bu yakla?ımlar, birle?imlerini olu?turmak icin daha buyuk aygıtları kullanarak daha kucuk aygıtlar meydana getirmeye calı?ır.

• Mikroi?lemci uretimi icin geleneksel katı hal silikon yontemlerinden tureyen bircok teknoloji, ?imdi 100 nm’den kucuk ozellikler yaratma kapasitesine sahiptir, ki bu da nanoteknoloji tanımı altında incelenebilir. Piyasadaki dev manyetodirenc temelli hard diskler, atomik tabaka cokeltme teknikleri gibi bu tanıma uyar. Peter Grunberg ve Albert Fert 2007’de spintronik alanına katkılarından ve dev manyetodirenci ke?fetmelerinden dolayı fizik alanında Nobel Odulu almı?lardır.
• Katı hal teknikleri, mikro elektro-mekanik sistemler (MEMS) ile alakalı nanoelektromekanik sistemler ya da NEMS olarak bilinen aygıtlar yapmak icin de kullanılabilir.
• Odaklanmı? iyon demetleri, materyali direkt olarak ortadan kaldırabilir ya da uygun oncul gazlar aynı zamanda uygulandı?ında madde cokeltebilir. Orne?in; iletim elektron mikroskobunda analiz icin maddenin alt 100 nm bolumunu olu?turmak icin duzenli olarak bu teknik kullanılır.
• Atomik kuvvet mikroskobu ucları, bir direnc olu?turmak icin nano-olcek “yazma ba?lı?ı” olarak kullanılabilir. Daha sonra bunu, yukarıdan a?a?ı yonteminde maddeyi ortadan kaldırmak icin bir a?ındırma a?aması takip edilir.

Fonksiyonel yakla?ımlar [ de?i?tir | kayna?ı de?i?tir ]

Bu yakla?ımlar, nasıl birle?tiklerine dikkat etmeden istenilen i?levsellikte bile?enler geli?tirmeye calı?ır.

• Molekuler olcek elektroni?i yararlı elektronik ozelliklerine sahip molekuller geli?tirmeye calı?ır. Bu molekuller, o zaman nanoelektronik aygıtta tek molekullu bile?enler olarak kullanılabilir.
• Sentetik kimyasal yontemler ayrıca nano arabadaki gibi sentetik molekuler motorlar yapmada kullanılabilir.

Biyobenze?imsel yakla?ımlar [ de?i?tir | kayna?ı de?i?tir ]

• Biyonik veya biyomimikri ; do?ada bulunan biyolojik yontemleri veya sistemleri, modern teknoloji ve muhendislik sistemlerinin tasarımı ve calı?malarına uygulamayı amaclar. Biyo ineralizm, calı?ılan sistemlere bir ornektir.
• Biyonanoteknoloji ; viruslerin ve lipid birle?imlerin kullanımını da icermekle birlikte nanoteknoloji uygulamaları icin biyomolekullerin kullanımıdır. Nanoseluloz potansiyel bir yı?ın-olcek uygulamadır.

Teorik yakla?ımlar [ de?i?tir | kayna?ı de?i?tir ]

Bu alt alanlar nanoteknolojinin hangi bulu?ları yapabilece?ini tahmin etmeye calı?ır, ya da ara?tırmanın ilerleyebilece?i bir surec one surmeye calı?ır. Bu alt alanlar; boyle bulu?ların nasıl yapılabildi?i detaylarından cok nanoteknolojinin toplumsal sonuclarına onem vererek nanoteknolojinin genel gorunumune odaklanır.

• Molekuler nanoteknoloji, iyi ?ekilde kontrollu ve belirleyici yollarla tek molekullerin kontrolunu iceren, onerilen bir yakla?ımdır. Bu, di?er alt alanlara gore daha teoriktir ve onerdi?i tekniklerin co?u guncel kapasitelerin otesindedir.
• Nanorobotik, nano-olcekte calı?an bazı i?levselli?in kendi kendine yeten makinelerine odaklanır. Tıpta nanorobotik’i uygulamak icin umutlar vardır, ama boyle aygıtların bazı dezavantajları yuzunden boyle bir ?eyi yapmak kolay olmayabilir. Bununla beraber, gelecek ticari uygulamalara yonelik yeni nanouretim aygıtları ile ilgili patentler sayesinde cı?ır acıcı materyaller ve yontemlerde ilerleme kaydedilmi?tir. Bu da ilgili nanobiyoelektronik kavramların kullanımı ile nanorobotlara do?ru bir geli?meye surekli yardımcı olur.
• Uretici nanosistemler, di?er nanosistemlerin hassas parcalarını ureten karma?ık naosistemler olacak “nanosistem sistemleri”dir. Bunların yeni nano-olcek olu?turma ozelliklerini kullanmalarına gerek yoktur, ama uretimin temellerinin iyi anlamı? olması gerekir. Maddenin ayrık (atomik) do?ası ve ustel geli?me ihtimali nedeniyle, bu a?ama di?er bir sanayi devriminin temeli olarak gorulmektedir. ABD’deki National Nanotechnology Initiative’in mimarlarından biri olan Mihail Roco, Sanayi Devrimi’nin teknik ilerlemesine paralel gozuken dort nanoteknoloji durumu one surmu?tur. Bunlar pasif nanoyapılardan aktif nanoaygıtlara, karma?ık nanomakinelere ve tamamen uretici nanosistemlere do?ru ilerleyen durumlardır.
• Programlanabilir madde, ozellikleri bilgi bilimi ve madde bilimi fuzyonu ile dı?tan, tersinden ve kolayca kontrol edilebilen materyaller tasarlamaya calı?ır.
• Nanoteknoloji teriminin yaygınlı?ı ve medya yansıması nedeniyle, picoteknoloji ve femtoteknoloji kelimeleri nadiren ve informal olarak kullanılmalarına ra?men nanoteknolojinin benzeri olarak kullanılmaktadır.

Araclar ve teknikler [ de?i?tir | kayna?ı de?i?tir ]

Birkac onemli modern geli?me vardır. Atomik kuvvet mikroskobu ve taramalı tunelleme mikroskobu, nanoteknolojiyi ba?latan tarama sondalarının ilk versiyonlarıdır. Ba?ka taramalı sondalı mikroskopi turleri de vardır. Kavramsal olarak Marvin Minsky tarafından 1961’de geli?tirilen taramalı e?odaklı mikroskoba ve Calvin Quate ve arkada?ları tarafından 1970'lerde geli?tirilen taramalı akustik mikroskoba benzemesine ra?men, daha yeni taramalı sondalı mikroskoplar cozunurlu?e sahiptir. Cunku bunlar, sesin ve ı?ı?ın dalga boyu tarafından kısıtlanmamaktadır.

Taramalı sondanın ucu nanoyapıların kontrolu (konumsal birle?im denilen a?ama) icin de kullanılabilir. Rostislav Lapshin tarafından one surulen ozellik odaklı tarama yontemi, bu nanokontrolleri otomatik ?ekilde uygulamanın umut vadeden bir yolu gibi gozukmektedir. Bununla birlikte, bu yol mikroskobun du?uk tarama hızı nedeniyle hala yava? bir surectir.

Optik litografi, X-ray litografi, daldırma kalem nanolitografi, elektron demeti litografisi veya nanodamga litografi gibi ce?itli nanolitografi teknikleri de geli?tirildi. Litografi, yı?ın maddenin buyuklu?unun nano-olcek bicime azaltıldı?ı bir yukarıdan a?a?ı uretim tekni?idir.

Bir di?er nanoteknolojik teknikler grubu; nanotuplerin ve nanotellerin uretiminde kullanılan teknikleri, derin ultraviyole litografi, elektron ı?ın litografi, odaklanmı? iyon demeti i?leme, nanodamga litografi, atomik tabaka cokeltme ve molekuler buhar biriktirme tekniklerini ve di-blok e?polimerlerini calı?tıran molekuler ozbirle?im teknikleri gibi yarı iletken uretiminde kullanılan teknikleri icerir. Bu tekniklerin onculeri nanoteknolojik donemin onunu cekmi?lerdir. Ayrıca nanoteknoloji ara?tırmalarının sonucları olan ve sadece nanoteknoloji yaratmak amacı ile olu?turulan tekniklerin de?il, bilimsel geli?melerin uzantılarıdır.

Yukarıdan a?a?ı yakla?ımı, imal edilmi? maddelerin yapıldı?ı gibi, nanoaygıtların a?amalarla parca parca uretilmesi gerekti?ini ongorur. Taramalı sondalı mikroskop nanomateryallerin sentezi ve tanımı icin onemli bir tekniktir. Atomik kuvvet mikroskopları ve taramalı tunelleme mikroskopları yuzeyleri incelemek ve atomları hareket ettirmek icin kullanılabilir. Bu mikroskoplar icin farklı uclar tasarlanarak, kendili?inden kurulan yapılara yon vermek ve yuzeylerde yapılar olu?turmak icin kullanılabilirler. Orne?in; ozellik odaklı taramalı yakla?ım kullanılarak taramalı sondalı mikroskop tekni?i ile atom veya molekuller hareket ettirilebilir. ?u anda, bu toplu uretim icin cok pahalı ve zaman alıcı bir ?eydir, ama laboratuvar deneyleri icin cok uygundur.

A?a?ıdan yukarı teknikleri, yukarıdan a?a?ının aksine, adım adım daha buyuk yapılar olu?turur. Bu teknikler; kimyasal sentez, oz toplanma ve konumsal toplanmayı icerir. Dual kutupla?ma interferometri kendinden monteli ince filmlerin tanımı icin uygun bir aractır. A?a?ıdan yukarı yakla?ımının bir di?er ce?idi molekuler ı?ın epitaksisidir. Bell Telephone Laboratuvarları’ndaki John R. Arthur, Alfred Y. Cho ve Art C. Gossard gibi ara?tırmacılar, 1960'ların sonlarında ve 1970'lerde molekuler ı?ın epitaksisini bir ara?tırma aracı olarak uyguladılar ve geli?tirdiler. Molekuler ı?ın epitaksisi tarafından yapılan ornekler, kesirli kuantum Hall etkisinin ke?finin anahtarıdır. Kesirli kuantum Hall etkisi icin 1998’de fizik alanında Nobel Odulu verilmi?tir. Molekuler ı?ın epitaksisi, bilim adamlarının atomların atomik olarak hassas tabakalarından vazgecip karma?ık yapılar olu?turmalarını sa?lar. Molekuler ı?ın epitaksi ayrıca yarı iletkenler uzerine ara?tırmalar icin onemlidir. Ayrıca yeni olu?an spintronik icin aygıtlar ve ornekler yapmak icin yaygın bir ?ekilde kullanılır.

Bununla beraber, hassas nanomateryallere dayalı yeni terapik urunler (orne?in; strese duyarlı ta?ıyıcı kesecikler) geli?mektedir ve bazı ulkelerde coktan insan kullanımı icin onaylanmı?tır.

Uygulamalar [ de?i?tir | kayna?ı de?i?tir ]

21 A?ustos 2008’de Project on Emerging Nanotechnology (Yeni Geli?en Nanoteknoloji uzerine Proje)’ nin tahminlerine gore 800’den fazla nanoteknolojik urun halka acıktır. Haftada 3-4 kez yenileri piyasaya surulmektedir. Bu proje butun urunleri halka acık online bir database uzerinde listeler. Co?u uygulama “birinci nesil” pasif nanomateryallerin kullanımına sınırlıdır. Bu pasif nanomateryaller; gune? kremi, kozmetik, yuzey kaplama ve bazı yiyecek urunlerindeki titanyum oksidi icerir. Ayrıca gecko tape uretmek icin kullanılan Carbon allotropları; yiyecek paketlemede, giyim, dezenfektanlar ve ev aletlerindeki gumu?; kozmetik ve gune? kremindeki cinko oksit; ve yakıt katalizoru olarak seryum oksit de bu nanomateryallere ornektir.

Daha ileri uygulamalar tenis topunun daha uzun dayanmasını, golf topunun daha duz ucmasını ve bowling topunun daha dayanıklı olmasını ve daha sert yuzeye sahip olmasını sa?lar. Pantolonlar ve coraplarda da daha uzun sure dayanmaları ve yazın insanları serin tutmaları icin nanoteknoloji kullanılır. Bandajlarda yaraları cabuk iyile?tirmeleri icin gumu? parcacıkları kullanılır. Arabalar da nanomateryallerle uretilmektedir, bu sayede gelecekte daha az metal ve yakıta ihtiyac duyabilirler. Video oyun konsolları ve ki?isel bilgisayarlar nanoteknoloji sayesinde daha ucuz, daha hızlı hale gelebilir ve daha cok hafızaya sahip olabilir. Nanoteknoloji var olan tıbbi uygulamaların evde ve pratisyen hekimin ofisi gibi yerlerde daha ucuz ve daha kolay kullanılmasını sa?layabilir.

The National Science Foundation (ABD’deki en buyuk nanoteknoloji ara?tırma merkezlerinden biri), nanoteknoloji alanını calı?ması icin ara?tırmacı David Berube’yi finansal olarak desteklemi?tir. David Berube’nin bulguları, Nano-Hype: The Truth Behind the Nanotechnology Buzz (Nano-Aldatmacası: Nanoteknoloji Vızıltısının Arkasındaki Gercek) adlı monografide yayınlanmı?tır. Bu calı?manın sonuclarına gore nanoteknoloji olarak satılan ?eylerin co?u aslında basit maddeler biliminin yeniden onumuze koyulmu? halidir. Bu durum; nanoteknoloji endustrisinin sadece nanotupler, nanoteller satmak uzerine kurulu olmasına neden olmaktadır ve buyuk hacimlerde du?uk marj urunler satan cok az satıcının kalmasıyla sonuclanacaktır. Nano-olcek bile?enlerin gercek kontrol ve duzenlenmesini gerektiren daha ileri uygulamalar daha ileri ara?tırmalar beklemektedir. ‘Nano’ terimi ile etiketlenen teknolojiler, bazen molekuler uretim tasarılarındaki turlerin en kararlı ve donu?turulebilir amaclarından cok uzak du?mekte ya da cok az alakalı olmaktadır. Buna ra?men nanoteknoloji terimi bu fikirleri ifade etmektedir. Berube’ye gore; daha iddialı ve ongorulu calı?manın donu?turucu olasılıklarına olan ilgiye bakmaksızın, terimin giri?imciler ve bilim adamları tarafından fon biriktirmek icin kullanmasından dolayı “nano kabarcık” olu?ma tehlikesi olu?abilir ya da olu?makta olabilir.

Sonuclar [ de?i?tir | kayna?ı de?i?tir ]

?lgili alanı, nanotoksikoloji ara?tırması tarafından one suruldu?une gore, nanomateryallerin kullanımının ve endustriyel-olcek uretiminin insan sa?lı?ı ve cevre uzerindeki etkileridir. Bu nedenlerden dolayı bazı gruplar nanoteknolojinin devlet tarafından duzenlenmesini savunur. Di?erleri, fazla duzenlemenin, gerekli yeniliklerin geli?mesini ve bilimsel ara?tırmaları engelleyece?ini savunmaktadır. Kamu sa?lık ara?tırma kurulu?ları, orne?in National Institute for Occupational Safety and Health (Ulusal ?? ve Guvenli?i ve Sa?lık Kurulu?u), nanoparcacıklara maruz kalmaktan kaynaklanan olası sa?lık etkileri uzerine ara?tırma yapmaktadırlar.

Bazı nanoparcacıkların istenmeyen sonucları olabilir. Ara?tırmacılar, coraplarda ayak kokusunu azaltmak icin kullanılan bakteriyostatik gumu? parcacıkların yıkayınca bırakıldı?ını ke?fetmi?lerdir. O zaman bu parcacıklar atık suyun icinde kalır ve do?al ekosistemin, tarlaların ve atık arıtma i?leminin onemli parcaları olan bakterilere zarar verebilir.

ABD’de ve Birle?ik Krallık’ta Center for Nanotechnology in Society (Toplum Nanoteknoloji Merkezi) tarafından gercekle?tirilen risk algısı uzerine kamu muzakerelerine gore katılımcılar nanoteknolojinin sa?lık uygulamalarından cok enerji uygulamaları hakkında daha pozitiftiler. Sa?lık uygulamaları fiyat ve ula?ılabilirlik gibi etik ve ahlaki ikilemler ortaya cıkarmaktadır.

Woodrow Wilson Center’ın Project on Emerging Nanotechnologies (Yeni Geli?en Nanoteknoloji uzerine Proje)’ in yoneticisi David Rejeski gibi bilim adamları; ba?arılı ticarile?tirmenin yeterli gozetim, risk ara?tırma stratejisi ve kamu katılımına ba?lı oldu?unu do?rulamı?lardır. Berkeley, Kaliforniya ABD’de nanoteknoloji i?leyi?ini duzenleyen tek ?ehirdir. Cambridge , Massachusetts 2008’de benzer bir yasa cıkarmayı du?undu, ancak sonunda reddetti. Hem nanoteknoloji uygulamaları hem ara?tırmalarıyla alakalı olarak nanoteknolojinin garantisi tartı?maya acıktır. Devlet nanoteknoloji duzenlemeleri olmadan, olası zararlar icin ozel sigortanın ula?ılabilirli?i sorumlulukların tamamen devletle?tirilmemesini sa?lamak icin gerekli gorulmektedir.

Sa?lık ve cevre endi?eleri [ de?i?tir | kayna?ı de?i?tir ]

Nanofiberler; ucak kanadından tenis raketine kadar de?i?ik urunlerde ve bazı alanlarda kullanılmaktadır. Ucu?an nanoparcacıkları ve nanofiberleri icine cekmek fibroz gibi bircok akci?er hastalı?ına sebep olabilir. Ara?tırmacılar; deney fareleri nanoparcacıkları icine soludu?unda bu parcacıkların beyine ve akci?ere yerle?ti?ini ve bunun da stres tepkisi ve iltihaplanma icin biyo-i?aretlerde onemli artı?a sebep oldu?unu bulmu?lardır. Ayrıca nanoparcacıklar tuysuz farelerde oksidatif stres yoluyla cilt ya?lanmasını tetikler.

UCLA ’s School of Public Health’te gercekle?tirilen iki yıllık calı?manın sonuclarına gore, nano-titanyum dioksit tuketen laboratuvar faresinde; kanser, kalp rahatsızlı?ı, norolojik rahatsızlık ve ya?lanma gibi insan icin olumcul olan durumlara sebep olacak ?ekilde DNA ve kromozom hasarı gorulmu?tur.

Nature Nanotechnology’de son zamanlarda yayınlanan bir calı?maya, karbon nanotuplerinin bazı formlarının -nanoteknoloji devriminin tipik bir orne?i- e?er yeterli sayıda solunursa asbest kadar zararlı olabilece?ini one surmu?tur. ?skocya Edinburgh Institute of Occupational Medicine (Meslek Hekimli?i Enstitusu)’nde calı?an ve karbon nanotupleri hakkındaki makaleye katkıda bulunan Anthony Seaton’a gore “Biliyoruz ki bunların bazılarının mezotelyoma neden olabilir. Bu yuzden bu tur materyaller cok dikkatli i?lenmelidir. Devletlerden gelecek olan belirli bir duzenlemenin yoklu?unda, Paull ve Lyons (2008) yiyeceklerde nanoparcacıkların kullanılmaması icin ca?rıda bulunmu?lardır. Bir gazete makalesi boya fabrikasındaki i?cilerin ciddi akci?er kanserine yakalandıklarını ve akci?erlerinde nanoparcacıkların bulundu?unu bildirmi?tir.

Duzenleme [ de?i?tir | kayna?ı de?i?tir ]

Nanoteknoloji ile ilgili daha sıkı duzenlemelerin gerekmesi, insan sa?lı?ına ve nanoteknolojinin guvenlik riskleriyle alakalı tartı?malar ile birlikte ortaya cıkmı?tır. Nanoteknoloji duzenlemelerinden kimin sorumlu oldu?u konusunda cok buyuk bir tartı?ma vardır. Bazı duzenleme kurumları, bugunlerde nanoteknolojiyi var olan duzenlemeler uzerine “ekleyerek” bazı nanoteknoloji urunlerini ve sureclerini (de?i?ik derecelerde) kapsamaktadır - bu duzenlemelerde acık bir ?ekilde bo?luklar vardır. David (2008), bu eksikliklerle ba? etme a?amalarını acıklayan duzenleyici bir yol haritası one surmu?tur.

Nanoparcacıkların ve nanotuplerin piyasaya surulmesiyle alakalı riskleri kontrol eden ve de?erlendiren bir duzenleyici sistemin eksikli?i konusunda endi?elenen yetkililer; deli dana hastalı?ı, talidomit, geneti?i de?i?tirilmi? yiyecek, nukleer enerji, ureme teknolojileri, biyoteknoloji ve asbest ile paralel gitmektedirler. Woodrow Wilson Center’ın Project on Emerging Nanotechnologies (Yeni Geli?en Nanoteknoloji uzerine Proje) ’in ba? bilim danı?manı Dr. Andrew Maynard, insan sa?lı?ı ve guvenli ara?tırma icin yetersiz fon oldu?u kararına varmı?tır. Sonuc olarak, nanoteknolojiyle ili?kilendirilen guvenlik riskleri ve insan sa?lı?ı ilgili sınırlı bir anlayı? vardır. Sonuc itibarıyla, bazı akademikler, ihtiyatlılık ilkesinin daha sıkı uygulanması icin ca?rıda bulunmu?lardır. Bu ilke; gecikmi? pazarlama onayı, geli?tirilmi? etiketleme ve bazı nanoteknoloji formlarıyla ili?kili ek guvenlik veri kalkınma gerekliliklerini icermektedir.

The Royal Society raporu; imha, yok etme ve geri donu?um sırasında nanotuplerin veya nanoparcacıkların acı?a cıkma riski oldu?unu tespit etmi?tir. Ayrıca bu rapor; geni?letilmi? uretici sorumluluk sistemi altına du?en urunlerin ureticilerinin bu maddelerin insan ve cevreye zararlarının nasıl minimuma indirilece?ini belirten prosedurler yayınlaması gerekti?ini onermektedir. Sorumlu ya?am dongusu duzenlemesinin zorluklarını belirten the Institute for Food and Agricultural Standarts (Gıda ve Tarım Standartları Enstitusu), nanoteknoloji ara?tırmaları ve geli?meleri icin standartların tuketici, calı?an ve cevresel standartlar ile entegre edilmesi gerekti?ini one surmu?tur. Ayrıca sivil toplum orgutlerinin ve di?er vatanda? gruplarının bu standartların geli?mesinde onemli bir rol oynadı?ını one surmu?tur.

The Center for Nanotechnology in Society (Toplum Nanoteknoloji Merkezi), insanların nanoteknolojiye farklı tepkiler gosterdiklerini ortaya cıkarmı?tır. Tepkiler uygulamaya ba?lıdır ?kamu muzakerelerindeki katılımcılar nanoteknolojinin sa?lıktan cok enerji icin kullanımına kar?ı daha pozitiftiler. Bu da nano duzenlemeleri iste?inde bulunan herhangi bir halk teknoloji sektoruyle farklılık gosterebilir.

Kaynakca [ de?i?tir | kayna?ı de?i?tir ]