Nano Malzemeler

Nano teknoloji ünlü fizikçi Richard Feynman tarafından ‘There is Plenty of Room at the Bottom’ (Aşağıda Oldukça Geniş Bir Alan Var) adlı konuşmasına dayanmaktadır (1959). Bu konuşmasında Feynman moleküler boyutlu cihazların yapabileceklerini anlatmış ve nano teknolojinin önemini vurgulamıştır.

İlerleyen zamanlarda (1974) Japon bilim insanı Norio Taniguchi ‘Nano Teknoloji’ terimini yarı iletkenlerin süreçlerini açıklamak için ilk kullanan isim olmuştur.

Ardından Eric Drexler moleküler teknoloji konseptini yaratmış ve nano teknoloji terimini Norio’dan sonra kullanan ikinci bilim insanı olmuştur.

Devam eden yıllarda nano teknoloji büyük bilişim firmaları tarafından kullanılmaya ve teknolojik cihazlar geliştirmeye araç olarak kullanılmıştır. Nano teknoloji kullanılarak IBM tarafından Taramalı Tünelleme Mikroskobu geliştirilmiş (1981) ve nano teknolojinin önlenemez yükselişi başlamıştır.

Nano teknolojinin tarihsel gelişimini özetleyen güzel bir çalışma linkte verilmiştir.

http://www.foresight.org/nano/history.html

nanotechnology, nano teknoloji, nano malzemeler, nano materials, applications of nanotechnology

Nano teknoloji günümüzde tam ve yüksek performanslı ürünler yapmak için geliştirilen araçlar ve teknikleri kullanarak maddeleri aşağıdan yukarıya oluşturmada tahmini gücü ifade etmektedir. Bir nanometre (nm), metrenin milyarda biri, ya da 10-9 katıdır. Tipik karbon-karbon bağ uzunluğu, ya da bir moleküldeki atomların arasındaki boşluk 0.12–0.15 nm arasında değişiklik gösterirken, bir DNA çift sarmalı yaklaşık 2 nm çapa sahiptir.

Nano boyutlu malzemeler günümüzde büyük ilgi görmektedir. ‘Kuantum Boyut Etkisi’ olarak adlandırılan teoriye göre bir malzemenin partikül boyutu ve şekli değiştiği zaman özelliklerinde değişim meydana gelebilmektedir. Bu değişim nano boyutlu malzemelere ilginin artmasını sağlamaktadır. Farklı alanlarda nano boyutlu malzemeler kullanılarak, nano boyutun gizemi çözülmeye çalışılmaktadır.

Entekno araştırmacıları tarafından nano boyutlu inorganik toz malzemeler partikül boyutu ve şekli kontrol edilerek geliştirilmektedir. Bu süreçler de sahip olunan bilimsel ve fiziksel alt yapı en etkin şekilde kullanılmaya çalışılmaktadır.

Nano Malzemeler Üretim Yöntemleri

Entekno araştırmacıları nano toz malzemelerini üretmek için birçok yüksek teknolojik üretim metodunu kullanmaktadır. Araştırmacılarımız tarafından kullanılan başlıca üretim metotları aşağıdaki gibidir:

  • Hidrotermal
  • Sol-jel
  • Kontrollü Çöktürme
nanotechnology, nano teknoloji, nano boyut, inorganik toz, inorganic powder technology, applications of nanoparticles

Hidrotermal sentez metodu hakkında birçok tanım bulunmasına rağmen Laudise’nin yapmış olduğu tanım en açıklayıcı olanıdır. Laudis’e göre hidrotermal sentez metodu; çevre veya çevre koşullarına yakın şartlarda sulu çözeltiler içerisinde (yüksek basınç ve sıcaklıklar altında) kristallerin büyütülmesidir.

Sol-jel metodunda ise koloidal süspansiyon oluşturma yoluyla inorganik matrislerin üretimi ve bir grup jeli oluşturmak için solün jelleşmesi ve kurutma sonrası bu jelin xerogel (kuru jel) şekline dönüşmesidir. Elde edilen jeller ardından istenilen tane büyüklüklerinde nano malzemelere dönüştürülmektedir.

Kontrollü çöktürme metodunda ise çökme-çözünme diyagramları kullanılarak nano boyutlu üretilmek istenen malzemeler kontrollü şekilde homojen-heterojen çekirdeklenme yardımıyla üretilmektedir.

Nano Malzemeler Karakterizasyon Metotları

Nano malzemeler birçok farklı metot ile karakterize edilmektedir. Entekno araştırmacıları tarafından nano malzemelerin karakterizasyon işlemleri 5 ana özellik açısından ele alınmaktadır. Her bir özellik yetkinliğimiz dahilinde farklı karakterizasyon cihazları ile her biri konusunda uzman ekibimiz tarafından gerçekleştirilmektedir.

ÖZELLİKKULLANILAN METOT
Tane boyut ve şekilTaramalı elektron mikroskobu (SEM)
Zeta-Sizer
Yüzey alanı ve por çap-hacim dağılımıBrunauer, Emmet ve Teller metodu (BET)
Kimyasal saflıkX ışınları floresans spektroskopisi (XRF)
Atomik adsorpsiyon spektroskopisi (AAS)
İndüktif olarak eşleştirilmiş kapiler plazma spektrometresi (ICP-OES)
Kristal yapıX ışınları kırınım metodu (XRD)
nano materials, nano malzemeler, nano partikül, mikron boyut, nano particles

Nano Malzemelerin Kullanım Alanları

Gelişen nano teknoloji sayesinde dünya ve gündelik yaşamda kullanılan teknolojik aletler önemli ölçüde gelişmekte ve küçülmektedir. Bugün daha küçük ve efektif elektronik cihazlar kullanabiliyor isek bu nano teknolojinin bize sundukları sayesinde mümkün olmaktadır.

Nano malzemeler birçok endüstriyel alanda etkin şekilde kullanılmaktadır. Bugün kullandığımız birçok cihazda nano teknoloji yaklaşımı benimsenmiş ve nano malzemeler kullanılmıştır.

Nano malzemeler enerji, elektronik, sağlık, savunma sanayi, tekstil, seramik, cam, çevre, gıda v.b. alanlarda kullanılmaktadır. Hayatımızın içerisinde olan nano malzemeler endüstride tekstil alanında kendi kendini temizleyen veya ıslanmayan kumaşlar içerisinde kullanılırken, çevre alanında ise atık suları temizlemek için membran sistemlerinde kullanılmaktadır.

Her endüstri kolu nano malzemeleri keşfetmiş, ürünlerinin yenilikçi ve çığır açan ürünler olması için bu malzemeleri kullanmış-kullanmaktadır.