Bilim/Teknik, Kültür

Nano Teknolojinin Kullanıldığı Alışık Olmadığımız 10 Alan

Nanoteknolojiler

Nanoteknolojiler olmadan geleceği görmek, onu göz önüne getirmek zordur. Atom ve atom altı düzeyde kimya, biyoloji ve tıp alanında büyük atılımlara yol açmıştır. Ama, nanoteknolojinin uygulamaları hayal ettiğimizden daha çok çeşitli ve daha geniştir.

Hamza Isaac Aralık 1, 2014

 

10. Film Yapımı

 

 

1980’li yıllarda, mikroskop icat olmadan önce (STM-scanning tunneling microscope) nanoteknoloji alanı, bilim için bir hayal olarak kaldı. STM (Atomik düzeyde hassas bir mikroskop) fizikçilerin atomik yapılar üzerinde çalışmasına imkan veriyor, ama geleneksel mikroskoplar için bu imkansız bir durumdu. Dünyanın en kısa animasyon filmi “A Boy and His Atom” yapıldığında IBM araştırmacıları tarafından STM’nin şaşırtıcı potansiyeli gözler önüne serilmiştir. Atomları tek tek bakır yüzeyinde hareket ettirerek üretildi. 90 saniyelik filmde, karbon monoksitten yapılan bir çocuk topla oynuyor, dans ediyor ve trambolinin üzerinde sıçradığı tasvir ediliyor. 202 kareden oluşan animasyonda, insan saçından 1/1000 oranında daha küçük bir alanda hareketlerini yapıyor. Bu filmi yapmak için, araştırmacılar STM ile gelen benzersiz bir özellikten yararlandılar: Bir ucu elektrik yüklü ve son derece keskin, ucu bir atomdan yapılmış bir iğne. Bu iğne, animasyon yüzeyinde karbon moleküllerinin konumunu tam olarak algılama yeteneğine sahiptir. Bu nedenle, moleküllerle yeni resimler oluşturmak ve onları yeni pozisyonların içine taşımak için de kullanılabilir.

 

9. Petrol Rezervi

Geçtiğimiz on yılda petrol aramaya ayrılan harcalamalar katlanarak arttı. Buna rağmen, petrol rezervi yeterliliği, önemli bir konu olarak kaldı. Petrol şirketleri petrol kuyularını kapattığında, petrolün yarısından daha azı özütlenir. Geri kalanı ise kayalarda sıkışık durumdadır, bunları kurtarmak ise çok masraflıdır. Neyse ki, nanoteknoloji yardımıyla, Çin’de ki bilimadamları bunun için bir yol keşfettiler. Çözüm ise mevcut sondaj tekniklerini arttırmaktır. Orijinal teknik, petrolün bulunduğu kaya gözeneklerinin içine su enjekte edilerek yapılıyor. Bu petrolü yerinden çıkmaya zorlar. Bununla birlikte, bu yöntem kolay ulaşılabilen gözeneklerde ekstre edilmiş petrolün kısıtlı olduğunu hemencecik ortaya çıkarıyor. O zaman, petrol kuyusundan petrol yerine su çıkmaya başlıyor. Bunu önlemek için, Çinli araştırmacılar Peng ve Ming Yuan Li kayalar arasındaki gözenekleri su ile beslerken nano partiküller ile tıkama fikriyle ortaya çıktılar. Bu yöntem, suyun dar gözeneklerin içine girerek petrolü zorla dışarı çıkarması için tasarlanmıştır. Çin’de yapılan bu başarılı çalışmalar ile, bu yöntemin ulaşılamayan siyah altını kurtarmada yüzde 50 daha yüksek verimli olduğunu kanıtlamıştır.

Petrol Rezervi

8. Yüksek Çözünürlüklü Görüntüler

Bilgisayar ekranlarında görüntüler piksel (görüntü elemanı) denilen küçük noktalardan sunulmaktadır. Boyutları ve şekilleri ne olursa olsun, görüntü kalitesinde pikseller belirleyici faktör olarak kalmıştır. Ancak, geleneksel görüntüler ile daha fazla piksel, geniş ve hantal görüntüler anlamına geliyordu. Yani açıkça sınırlama anlamına geliyordu.Şirketler müşterilerine devasa ekranlar satmakla meşgul iken, Oxford Üniversitesi’ndeki bilim insanları birkaç yüz nanometre uzunluğunda pikseller icat ettiler. Bu başarı GST (ısı yönetimi ürünlerinde kullanılan bir malzeme) diye adlandırılan bir faz değişim malzemesinin özelliklerinin kullanılmasıyla elde edildi. Deneyde, bilim adamları şeffaf elektrotlar arasında yedi nanometre uzunluğunda tabakalar kullandılar. Her bir tabakanın piksel hareketleri elektriksel olarak açık ve kapalı olabiliyor. Bilim adamları tabakalar üzerinden elektrik geçirerek, güzel görüntüler ve kontrast görüntüler üretmeyi başardılar.Artık nano pikseller çeşitliliğe hizmet edecektir, geleneksel pikseller ise artık pratik olmayan bir duruma gelmiştir. Örneğin, kendi küçük boyutu ve yoğunluğu onlara akıllı gözlük, katlanabilir ekranlar ve sentetik retina gibi teknolojiler için harika bir seçim olanağı sunacaktır. Nano piksel ekranların diğer bir avantajı ise düşük enerji tüketimidir. Mevcut ekranların aksine, sürekli görüntüleri oluşturan pikselleri yenilemek yerine, GST-Tabaka tabanlı görüntülere gereken güç tasarrufu için ekranın sadece bir kısmını değiştirmek yeterli oluyor.

Yüksek Çözünürlüklü Görüntüler

7. Renk Değiştirme

Kaliforniya Üniversite bilim adamları altın nano partikül dizileri üzerinde deney yaparken yaptıkları bir gözlemle şaşırtıcı bir şekilde tökezledi. Bir dizi parçacığın gerildiğinde veya geri çekildiğinde altın rengine dönüştüğünü fark ettiler. Bilim adamlarından biri mora ve ardından kırmızıya dönüştüğünü fark etti. Basınç uygulandığında renk değiştiren altın nano partiküller, sensörleri keşfetmek için bilim adamlarına ilham kaynağı olmuştur. Sensörleri üretebilmek için, altın nano partiküllere esnek polimer filmin eklenmesi gerekir. Filme basınç uygulandığında, o gerilir ve parçacıklara ayrılmasına ve renk değiştirmesine neden olur. Hafifçe basarsanız sensör mora döner, sert basarsanız sensör kırmızıya döner. Bilim adamları bu ilgi çekici özelliğin sadece altın partiküller için değil ayrıca gümüş partiküller içinde olduğunu fark ettiler. Gümüş partiküllerin gerginleştirildiğinde sarıya dönüştüğünü görmüşlerdir. Bu sensörler çeşitli amaçlar için hizmet verebilir. Örneğin, onlar mobilyalarla birleştirilebilir, mesela kanepelerle veya yataklarla, oturuş ya da uyku pozisyonlarını belirlemek için kullanılabilir. Sensör altından yapılmış olmasına rağmen bunun üstesinden gelmek için küçük bir maliyet sorununu atlatmak yeterlidir.

Renk Değiştirme

6. Telefon Şarjı

iPhone olsun, Samsung olsun ya da farklı modelde bir telefon olsun her akıllı telefon fabrikadan kötü tanınan iki özellikle çıkıyor: Bateri ömrü ve şarj süresi. Bu sorun evrensel bir sorun olmaya devam ederken, İsrail’in Ramat Gan kentindeki bilim adamları şarj için sadece 30 saniye gereken bir batarya üretmeyi başardılar. Tel Aviv Üniversitesi’ndeki araştırmacılar tarafından yürütülen araştırma, alzheimer hastalığı ile ilgili bir projeye bağlandı. Araştırmacılar çok yüksek dirence (elektrik şarjını muhafaza etmek için) sahip olan kısa beyin nöronlarının ve hastalık nedeninin peptit molekülleri olduğunu keşfettiler. Bu buluş, müşteri ürünlerini hedef alan, nanoteknolojilere odaklanan StoreDot şirketinin kurulmasına katkı sağlamıştır. Araştırmacıların yardımıyla, StoreDot, NanoDot’ları geliştirdi. Peptitlerin özelliklerini kullanarak akıllı telefonların pil ömrünü arttırdı. Şirket, Microsoft’un ThinkNext olayıyla baterinin bir prototipini gösterdi. Bir Samsung Galaxy S3 kullanılarak yapılan şarj işleminde bateri bir dakikadan az bir sürede ‘sıfır’dan tam dolu bir şekle geldi.

Telefon Şarjı

5. Gelişmiş İlaç Dağıtımı

Hastalıkları tedavi etmek, örneğin kanser gibi hastalıklar çok maliyetli olabiliyor ve bazı hastalıklar için çok geç kalınabiliyor. Neyse ki, dünyanın dört bir yanındaki tıbbi firmalar hastalıkları tedavi etmek için ucuz ve etkili yollar araştırıyorlar. Immusoft şirketi, ilaçları vücutlarımıza teslim etmenin, onları dağıtmanın nasıl olacağıyla ilgili olarak bir devrim yapmayı hedefliyor.İlaçlara ve tedavi programlarına milyonlarca dolar harcamak yerine, Immusoft şirketi ilaçları üretmede vücudumuzun mühendisi olabileceğimize inanıyor. Bağışıklık sistemi yardımıyla, hastanın hücrelerinin yeni genetik bilgileri alarak kendi ilacını yapmasına izin vermesiyle bu mümkün olabilir. Genetik bilgiler, nano boyuttaki kapsüller ile vücuda enjekte edilerek gereken yerlere dağıtılabilir. Yeni yöntem henüz hasta bir insan üzerinde test edilmedi. Ancak, Immusoft ve diğer kuruluşlar fare üzerinde yapılan deneylerin başarılı olduğunu belirtti. Eğer bu yöntem insanlar üzerinde etkili olursa önemli ölçüde kalp-damar hastalıklarının ve diğer hastalıkların maliyetini azaltacaktır.

Gelişmiş İlaç Dağıtımı

4. Moleküler İletişim

Elektromanyetik dalgaların küresel iletişim alanında kullanılamaz duruma geldiği koşullar vardır. İletişim uydularına verilebilecek elektromanyetik darbenin etkilerini düşünün. Teknolojinin her formda yararsız olduğunu düşünün. Kıyamet senaryoları gibi oldukça tanıdık geliyor. Üstelik, beklenmedik durumların ortaya çıkması konusu üzerinde yıllardır düşünülüyor. Warwick Üniversitesi ve York Üniversitesi araştırmacıları tarafından bu çalışmalar yürütülüyor.Araştırmacılar, bazı hayvan türlerinin, özellikle böceklerin uzun mesafelere rağmen nasıl iletişim kurduğunu gözlemledi. Veri toplandıktan sonra, alkol moleküllerine kodlanmış molekülleri buharlaştırarak bir iletişim yöntemi geliştirmeyi başardılar. Araştırmacılar, yeni bir teknik kullanarak ilk mesajlarını –Ey Kanada- kimyasal sinyal olarak göndermeyi başardılar.Bu yöntemde mesajı gönderen, şifreleyen bir verici ve mesajı alan, görüntüleyen, şifresini çözen bir alıcı kullanıldı. Yöntem, Arduino Uno verici kullanılarak LCD ekran ve butonlarla mesaj girilerek yapılabilir. Kontrolör  daha sonra alkollü elektronik püskürtücü tarafından okunan bir çift dizi içine metin şeklinde dönüştürür. Mesajı okumada, püskürtme “1”i temsil eder ve “0” püskürtmemeye eşittir. Havadaki alkol daha sonra -kimyasal sensör ve mikro kontrolör içeren- alıcı tarafından tespit edilir. Alıcı onu okur ve verileri ekranda görünmeden önce metne dönüştürür.Araştırmacılar “Ey Kanada” mesajını açık bir alanda belli bir mesafeden göndermeyi ve almayı başardılar. Sonuç olarak, bir dizi bilim adamı güvenilir bir yöntemi ortaya çıkardılar. Onlar bu yöntemin yeraltı gibi, boru hatları gibi ortamlarda elektromanyetik dalgalar etkisiz hale geldiğinde yardımcı olabileceğine inanıyorlar.

Moleküler İletişim

3. Bilgisayar Depolama Alanı

Geçtiğimiz yıllar boyunca bilgisayarların işlem gücü ve depolama kapasitesi katlanarak büyüdü. Bu olgu yaklaşık 50 yıl önce James Moore tarafından belirtildi ve daha sonra yaygın ölçüde bilinen Moore Yasası ortaya çıkmıştı. Aslında, birçok bilim adamı –Fizikçi Michio Kaku da dahil- Moore Yasası’nın geçerliliğini yitirdiğine inanıyor. Buna göre bilgisayarlar var olan üretim teknolojilerine göre güçlerini arttıramazlar.Kaku, işlemci gücünü vurguladı. Buna rağmen, aynı kavram depolama kapasitesi için de geçerlidir. Neyse ki bu, yolun sonu değil. RMIT Üniversitesi’deki (Melbourne) bir araştırmacı ekip şu an alternatifleri keşfediyorlar. Dr. Sharath Sriram tarafından yol gösterilen takım, insan beyninin bilgiyi depolama şeklini taklit eden aygıtlar geliştirmenin eşiğindeler. Araştırmacılar ilk adımı attılar ve elektrik yükünü korumak için kimyasal bir şekilde tasarlanmış bir nano film yaptılar. Bu film, insan saçından 10,000 kez daha ince, bu beynin sinirsel iletişim ağını kopya ederek bellek cihazları geliştirmede bir köşetaşı olabilir.

Bilgisayar Depolama Alanı

2. Nano Sanat

Nano teknolojinin umut verici bir şekilde ilerlemesi bilimsel topluluklarda hayranlık duygusu oluşturmuştur. Bununla birlikte, nanoteknolojideki buluşlar tıp, biyoloji ve mühendislikle sınırlı kalmamıştır. Nano sanat, tamamen yeni bir bakış açısıyla bize, mikroskop altındaki minik dünyayı görmemize izin veren, gelişmekte olan bir alandır.Adından da anlaşılacağı gibi nano sanat, sanat ve nano bilimin kombinasyonuyla meydana gelen, az sayıda bilim adamı ve sanatçı tarafından yapılan bir sanattır. Michigan Üniversitesi’nde makine mühendisi olan John Hart, başkan Barack Obama’nın nano portresini yaptı. Portre Nanobama olarak adlandırıldı. Obama 2008 başkanlık seçimleri sırasında aday iken, başkanlık onuruna bu çalışma yapıldı. Her bir Nanobama’nın yüzü yaklaşık yarım milimetre genişliğinde ve eser tam olarak 150 nanotüpten oluşuyor. Portreyi yapmak için, Hart ilk olarak “Hope” posterinin bir ikonunu resmetti. Daha sonra nano tüpleri büyütmek için nano partiküller ile kaplanmış bir cam plaka üzerine baskılı çizim yaptı. Portre yüksek sıcaklığa sahip bir fırın kullanarak yapıldı, portrenin hazırlanmasından önceki tek sorun bir fotoğraf çekimiydi.

Nano Sanat

1. Rekor Kırma

İnsanlık her zaman en güçlü, en hızlı ve en geniş şeyleri inşa etmeye çalıştı.  Ama en küçük yapıyı inşa etmeye gelince, nanoteknoloji sahneye çıkıyor. Nano teknoloji kullanılarak yapılan en minik şeyler arasında “Teeny Ted From” adlı dünyanın en küçük kitabı da yer alıyor. Simon Fraser Üniversitesi’nde (Venkuver, Kanada) nano resim laboratuvarında üretilen kitap sadece 30 mikrometre ölçüsünde, 100 mikrometre boyutunda ve kitap 30 şeffaf silikon sayfadan oluşuyor.Malcolm Douglas Chaplin tarafından yazılan kitabın hikayesi, yıllık ilçe fuarındaki Teeny Ted ve onun zaferini anlatmaktadır. Kitabın 100’ü aşkın kopyası yayımlanmıştır. Ama onlardan birini almanız için derin bir cüzdanınızın olması gerekecek, bir kitap yaklaşık olarak 15,000 doların üzerinde bir maliyeti gerektiriyor. Ayrıca kitabı okumak için de bir elektron mikroskobu istemeniz gerekecek. Bu da daha fazla maliyet anlamına geliyor.

Rekor Kırma

”listverse.com”dan Alınıp Mekteb-i Suffa Tarafından Türkçeye Çevirilmiştir.


Bu İçeriğe Emoji İle Tepki Ver



İlginizi Çekebilecek Diğer İçerikler

Bir Cevap Yazın

E-posta hesabınız yayımlanmayacaktır. Gerekli alanlar * olarak işaretlendi

Bu HTML etiketlerini ve özniteliklerini kullanabilirsiniz: <a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <cite> <code> <del datetime=""> <em> <i> <q cite=""> <s> <strike> <strong>