DÜNYADA VE TÜRKİYE’DE NANOTEKNOLOJİ

Amerika Birleşik Devletleri Hükümeti 2006 yılı itibariyle nanoteknoloji kullanılarak üretilen ürünlerden 200 milyar dolar tutarında gelir elde edileceğini, gelecek on yıl içerisinde ise nanoteknoloji ürün ve hizmetlerini kapsayan 1 trilyon dolar hacminde küresel pazar oluşacağını tahmin etmektedir. Gelişen Nanoteknoloji alanlarında akademik programlar oluşturulmaktadır. 40 tanesi ABD’de olmak üzere nanoteknoloji alanında yaklaşık 140 üniversite programı bulunmaktadır.


AVRUPA BİRLİĞİ

Avrupa Birliği’nin 1994 ve 1998 yılları arasında yürütmüş olduğu 4. Çerçeve programı kapsamında nanoteknoloji alanında araştırma yapan yaklaşık 80 firma desteklenmiş, 1998 ve 2002 yıllarını kapsayan 5. Çerçeve programı kapsamında ise bu alana yapılan destek miktarı yıllık 45 milyon euro civarında olmuştur. Geniş bir yelpazede yapılan destekler arasında nano-elektronik cihazlar, karbon nanotüpler, bio-sensörler, moleküler tanımlama sistemleri, nano-kompozit malzemeler ve yeni mikroskop teknolojileri öne çıkmaktadır.

Nanoteknolojinin bir çok alanda yenilikçi (inovatif) ürünler geliştirilmesi için gelecek vaadetmesi sebebiyle, 2002-2006 yıllarını kapsayacak şekilde yürütülen 6. Çerçeve Programında Nanoteknoloji öncelikli alan olarak yer almış ve bu alanda yürütülecek çalışmaları desteklemek üzere 1.3 milyar euro bütçe ayrılmıştır. 6. Çerçeve Programının tematik öncelikli bu alanı: nanoteknoloji ve nanobilim çalışmalarını, bilgi tabanlı çok işlevli malzemeler ile yeni üretim prosesleri ve araçlarının geliştirilmesini kapsar. Nanoteknoloji öncelikli alanının iki ana hedefi vardır.

Birincisi yenilikçi nanoteknoloji ürünlerinin günümüzün endüstriyel sektörlerine tanıtılması, ikincisi ise yeni malzeme, yeni araç ve yeni ürünlerin geliştirilmesi ile yeni endüstri kolları ve sektörleri yaratılmasını teşvik etmek olarak özetlenebilir. Ayrıca Avrupa Birliği ülkelerinin birçoğunda nanoteknoloji alanında gerçekleştirilen araştırma ve geliştirme çalışmalarını destekleyen ulusal programlar bulunmaktadır.


AMERİKA BİRLEŞİK DEVLETLERİ

Amerika Birleşik Devletleri’nde 1999 yılında yayınlanan ulusal nanoteknoloji bildirgesi ile ülkenin nano teknoloji alanındaki öncelikleri belirlenmiş ve bu konuda yapılan Ar-Ge çalışmaları için bütçeler ayrılmıştır. 2000 yılında nanoteknoloji alanında yapılan Ar-Ge çalışmalarına hükümet tarafından sağlanan destek 420 milyon dolar civarında iken 2001 yılı bütçesinde bu alana ayrılan pay yaklaşık 520 milyon dolar’a ulaşmış, 2003 yılı için ise yaklaşık 700 milyon dolar olarak belirlenmiştir.

Aralık 2003 tarihinde Başkan Bush 2005 yılından başlayarak 4 yıl süreyle nanoteknoloji alanında gerçekleştirilen araştırma ve geliştirme projelerinde kullanılmak üzere 3.7 milyar dolar tutarında fon ayrılmasını onaylamıştır. Amerika Birleşik Devletleri’nde yürütülen çalışmalar, nano yapılı malzemeler, moleküler elektronik, nanoparçalar, biosensörler ve bioenformatik, quantum bilgisayarlar, ölçüm ve standart geliştirme çalışmaları, nano ölçekte teori, modelleme ve simulasyon, nano robotlar gibi alanlarda yoğunlaşmıştır. Bu çalışmalar Ticaret Departmanı (DOC), Savunma Departmanı (DOD), Enerji Departmanı (DOE), Ulaşım Departmanı (DOT), NASA, Ulusal Sağlık Enstitüsü (NIH) ve Ulusal Bilim Kurumu (NSF) gibi kurumlar tarafından desteklenmektedir.

Asker kayıpları azalıyor

Dünya genelinde nanoteknolojinin kısa vadede en önemli askeri uygulamalarından birisi asker kayıplarının azaltılması için akıllı üniformaların tasarlanıp üretilmesi. Normal şartlarda bir asker kendisine ihtiyacı olan tüm malzemeleri yanına aldığında ekstradan 50 kiloluk bir yüke sahip oluyor. ABD’nin Boston şehrinde MIT Askeri Nanoteknoloji Enstitüsü 15 yıla kadar akıllı üniformaları üretmeyi planlıyor. Esnek ve yıkanabilen nanosensörlerin ve aygıtların kumaş içine entegre edilmesiyle üniformalar artık görüp, duyup, hissedip, komut verip, enerji üretebilecek. Üniforma aynı zamanda kalbi duran askere kalp masajı yaparak onu hayata da döndürebiliyor.

Akıllı kumaşlar devrede

Tekstilde kullanılan malzemelere nanometre boyutlarında farklı özellikler kazandırılması ürünlere gelişmiş özellikler kazandırdı. Çorap ipliğinin gümüş parçacıklarla katkılandırılması sayesinde çorap içersinde bakteri ve mikrop barınması engellenerek, ayak kokusunun önüne geçildi. Yine suyu iten kumaşlar sayesinde kirlenme engellendi. Üzerine bir bardak meyve suyu dökülen nano kumaş, suyu iterek kirlenmeyi engelliyor. Katma değeri yüksek nanoteknoloji tabanlı akıllı tekstil ürünleri, en önemli ihracat kollarımız arasında yer alan tekstil endüstrisine bambaşka bir soluk aldıracak. Laboratuardan ekonomiye nano başarı öyküsü Kalp ameliyatlarında takılan stent içerisinde zaman geçtikçe, beslenme alışkanlıklarına bağlı olarak besin maddeleri stent duvarında birikiyor. Bu da belirli bir süre sonra çeşitli rahatsızlıkları beraberinde getiriyor. Amerikalı MIT Malzeme Bilimi’nden bir grup kanı ve içerisinde taşıdığı maddelerin yüzeye tutunmasını nano yapılı malzemelerle engelliyorlar. Bu aşamadan sonra hemen bir şirket kurulup stentlerin tanesi 10 bin dolara piyasada satılıyor. Şirket 2004 yılında 3 milyar dolar gelir elde ediyor. 2007 yılı itibariyle de 11 milyar dolarlık bir gelir bekleniyor.




ASYA

Asya ülkeleri içinde nanoteknolojiye yatırım yapan ülkelerin başında Japonya gelmektedir. Japonya dünyada ABD’den sonra nanoteknoloji alanında en fazla Ar-Ge harcaması yapan ikinci ülke konumundadır. Nanoteknoloji üzerine yapılmakta olan yatırımın her yıl %15 ile %20 oranında artmakta olduğu Japonya’da nanoteknoloji tanımı dünyanın geri kalan ülkelerine oranla çok daha geniş kapsamlıdır. Moleküler seviyede yapılan bir çok araştırma (örnek vermek gerekirse, DNA üzerine yapılan araştırmalar) nanoteknoloji tanımı içerisinde yer almaktadır. Ayrıca NEC ve Sumitomo gibi firmalar carbon nanotüpler alanında çalışmalar yürütmekte, araştırmalar gerçekleştirmektedir.

Asya ülkeleri arasında Japonya’yı takip eden ülkeler arasında Çin ve Kore öne çıkmaktadır. Çin ülkede yürütülen nanoteknoloji odaklı bir çok araştırma ve geliştirme çalışmasını Çin Bilimler Akademisi kanalıyla yürütmektedir. Bu ülkede yürütülen çalışmaların bir çoğu yarı iletken üretme teknikleri ve nanoteknoloji tabanlı elektronik cihazlar üzerine yoğunlaşmaktadır. Araştırma merkezlerine ek olarak nanoteknoloji kullanılarak üretilen ürünlerin ticarileşmesine imkan sağlamak amacıyla çalışan bir çok kuruluş bulunmaktadır.

Kore nanoteknolojinin mikro elektronik uygulamaları alanında yoğunlaşmıştır. Nanoteknoloji çalışmalarının sürüdürüldüğü bir çok üniversite ve araştırma merkezi olduğu gibi Kore’nin en büyük şirketlerinden biri olan Samsung mikro elektronik uygulamalar ve mikro elektromekanik sistemler (MEMS) üzerine araştırmalar yürütmektedir.

Tayvan, Singapur, Tayland Hindistan ve Vietnam nanoteknolojiyi öncelikli alan olarak belirlemiş ve uygun çerçeveyi belirlemek için adımlar atmaktadır.

 

TÜRKİYE’DE NANOTEKNOLOJİ

 

Geçen yüzyılın ortasında başlayan mikroelektronik devrimini kaçıran Türkiye, şimdi en kritik ihtiyaçlarında dahi dışa bağımlı hale geldi. Mikroelektronik devrimini tarih sayfalarına gönderecek nanoteknoloji için henüz hiçbir şey bitmiş değil. Şu anda emekleme dönemini yaşayan nanoteknolojiyi kaçırmamak için gerekli yatırımlarla bu alana yönelmesi gereken Türkiye, gerekli çalışmaları başlattığı takdirde yepyeni bir sıçrama tahtasına sahip olacak. Öyle ki doğru uygulamalarla Türkiye, bu alanda dünya liderliğine soyunabilir. Nanoteknoloji yarışına biraz geriden katılacak olan Türkiye’nin yarışa devam edip etmemesi tamamen kendi elinde. Artık teknoloji transferi veya teknoloji satın alarak dünya ticaretinde bir yere varılamayacağını gören devletler, nanoteknolojiyle kendilerine bambaşka bir pazar yaratma yarışına girdiler. Sürekli yatırım yapıyorlar Yeni yüzyılda kritik bir teknoloji devrimi olarak görülen nanoteknoloji hala kuluçka dönemini yaşıyor. Bu kritik teknolojinin 2025 yılına kadar gelişmesini tamamlaması ve hayatımızın her alanına girmesi bekleniyor.

Ulusal Nanoteknoloji Araştırma Enstitüsü (UNAM) :

Bugün ABD, Japonya ve AB’nin nanoteknolojiye yıllık 1 milyar doların üzerinde kaynak ayırdığı düşünülürse, Türkiye için bu teknolojinin önemi daha iyi anlaşılacak. Almanya ile birlikte1980 yılından beri nanoteknoloji faaliyetlerini sürdüren İsrail bu alana önümüzdeki beş yıl için 240 milyon dolar kaynak ayırırken, ABD ise Enerji Bakanlığı tarafından desteklenen beş nanoteknoloji merkezinin her biri için 100 milyon dolarlık yatırım yaptı. Aynı şekilde 2006 yılında nanoteknolojiye öncelik vermek isteyen Güney Afrika önümüzdeki üç yıl için bu alana 170 milyon dolarlık bir kaynağın ayrılacağını beyan etmişti. Türkiye kısıtlı kaynaklarla hazırlanıyor. Dünya genelinde yaşanan bu gelişmelere karşın Türkiye’de nanoteknoloji son birkaç yıldır devlet tarafından desteklendi. Devlet Planlama Teşkilatı (DPT) 2005 yılında, Bilkent Üniversitesi’nde ulusal bir nanoteknoloji merkezinin kurulmasına karar verdi. Üç yıllık bu proje 2006 yılının başında başladı. Nanoteknolojideki yönelimler ve gelişmelere uygun olarak UNAM’ın araştırma alanlarına nanobiyoteknoloji, nanomalzeme ve kimya, enerji ve hidrojen ekonomisi, nanotriboloji, yüzey kaplama, katalizör tasarımı gibi çok güncel konular da eklendi. Ayrıca disiplinler arası çalışmayı geliştirmek amacı ile UNAM’daki araştırmalara paralel olarak yürütülen ‘Malzeme Bilimi ve Nanoteknoloji’ yüksek lisans ve doktora programı açılarak nanoteknolojinin en aktif araştırma konularında uzman yetiştirilmeye başlandı. Yedi katlı ve yaklaşık 9000 metrekare kapalı alanda 62 adet laboratuvarı bulunan yeni bina, bilim ve teknolojinin sınırlarında araştırmalara olanak verecek çok modern bir anlayışla tasarlanıp, inşaatı birbuçuk yılda tamamlandı. 2007 yılı sonu itibarı ile araştırma faaliyetleri yeni binada devam etmektedir.

Nanoteknoloji mucizeleri

Görme özürlülere yeniden görme, işitme engellilere yeniden duyma, felçlilere yeniden yürüme şansı verebilir.

 AIDS, kanser ve diyabet gibi hastalıkları tedavi edebilir.

Ucuz, çevre dostu verimli enerji kaynakları ortaya çıkarabilir.

 İş göremez hale gelmiş organların yerine yeni organlar büyütülebilir.

Çevresel kirlenmeyle yaşayan dünyayı daha temiz bir hale getirebilir.

Bakteriden daha küçük nanobilgisayarlar üretilebilir.

Binlerce kitap bir küp şekerin içine depolanabilir.

Çelikten 100 kat daha dayanıklı, esnek betonlar yapılabilir.

Biyolojik silah yoluyla gönderilen bakterileri yok edebilir.

Nanoteknoloji alanında savunma sanayinden sağlık sektörüne, tekstilden otomotiv sektörüne kadar pek çok üretim şimdiden yapılıyor. Bilkent Üniversitesi ve UNAM direktörü Prof. Dr. Salim Çıracı’nın enerji, Yrd. Doç. Dr. İhsan Gürsel’in ise sağlık alanındaki başarıları, bilim dünyasında takdirle karşılanıyor. www.nano.org.tr

Kanser aşısına yeni umut

Son yıllarda tıp biliminin karşılaştığı en önemli hastalıklar arasında gösterilen kanser ve kanserli hücrelerin yok edilmesi sorununa UNAM’dan umut veren çözümler geliyor. Tıp bilimi kanserli hücreleri yok etmek için kemoterapiye başvururken, tedavi sonrası oluşan yan etkiler hastalarda ciddi boyutlarda sağlık bozulmalarını beraberinde getiriyordu. UNAM nanobiyoteknoloji grubundan Yrd. Doç. Dr. İhsan Gürsel tarafından geliştirilen yeni bir yöntemle hem kanserli dokuların tamamen öldürülmesi hem de bağışıklık sisteminin uzunca bir süre alarmda kalması sağlandı. Nanometre boyundaki kesecikler içerisine yerleştirilen bazı nükleik asitler, bağışıklık sistemini alarma geçirerek, kanserli dokuları yüzde 91 oranında ortadan kaldırabiliyor. Şimdilik farelerde yapılan bu deneyler kanser aşısını arayan bilim dünyası için yeni bir ışık oldu.

Yenilenebilir enerjide hidrojen müjdesi

UNAM direktörü Prof. Dr. Salim Çıracı ABD’de Dr. Taner Yıldırım ile yaptıkları araştırmalarda yenilenebilir enerji kaynağı olan hidrojen gazını depolayabilecek yeni bir yöntem geliştirdi. Daha önce depolanma sorunu yaşandığı için yenilenebilir enerji olarak kullanılamayan hidrojenin, bu yöntemle yenilenebilir enerji olarak kullanılma ihtimali belirdi. Çıracı, geçiş elementleri ile işlevleştirilen nanotüpler ve moleküllerle çok yüksek kapasitede hidrojenin patlamaksızın depolanabileceğini ispatlandı. ABD yüzde 6 oranında hidrojen depolanmasını başarılı sayarken Çıracı, yüzde 14 oranında hidrojeni depolamayı başardı. Çıracı ve meslekdaşlarının hidrojen depolama konusunda yaptıkları son araştırmaları dünyaca meşhur fizik dergisine kapak olurken, araştırmanın sonuçları birçok dile çevrilerek flaş haber olarak kamuoyuna duyuruldu.  (www.nano.org.tr)


Ülkemizde nanoteknoloji ile ilgili sürdürülen bazı çalışmalar:


Ulusal Nano Teknoloji Merkezi-Bilkent Universitesi/DPT Malzeme Bilimi ve Nanoteknoloji Enstitüsü

http://www.nano.org.tr

Avrupa Birliği Yedinci Çerçeve Programı-Nanobilimler, Nanoteknolojiler, Malzemeler ve Yeni Üretim Teknolojileri:

http://www.fp7.org.tr/Default.aspx?tabid=86


Avrupa Birliği Altıncı Çerçeve Programı-Nanoteknoloji ve Nanobilimler, Bilgi Tabanlı Çok Fonksiyonlu Malzemeler, Yeni Üretim Süreçleri ve Araçları tematik öncelik alanı:

http://www.fp6.org.tr/_etkinlikalanlari/nmp/index.htm

Tübitak-Bilim ve Teknoloji Stratejileri-Vizyon 2023:

http://vizyon2023.tubitak.gov.tr/

Avrupa Birliği Altıncı Çerçeve Programı Nanoteknolojiler 4. Ulusal Çalıştayı Değerlendirme Raporu-21 NİSAN 2003:

http://www.mam.gov.tr/etkinlik/nano-sunuslar

Avrupa Birliği Altıncı Çerçeve Programı Nanoteknolojiler 4. Ulusal Çalıştayı Değerlendirme Raporu-21 NİSAN 2003:

http://www.mam.gov.tr/etkinlik/nano-sunuslar/rapor.html

Nanoteknolojiler, Akıllı Malzemeler ve Yeni Üretim Süreçleri haberleşme ve tartışma listesi:

http://www.yuup.metu.edu.tr/nanoteknoloji/