Okunma: 2474 kez

Yıllar önce kullandığımız ürünlere boyutlarını, mekanik kazandırırdı. Bunda en önde gelen etken, çoğu kullandığımız ürünün “alet” veya “cihaz” tanımına girmesi ve mekanik bilim dalının şemsiyesi altında tasarlanmış ve üretilmiş olmasıydı. O zamanlarda ölçülerimiz milimetre, çok hassas yerlerde onda bir milimetre ile ölçülürdü. Sanayide sıradan tolerans olarak 0,2 mm esas alınırdı. O dönemlerde bir mekanik ürün olan otomobil motoru “rodaj” tabir edilen, parçalarının bir diğerine sürtünerek birbirlerini parlattığı bir alıştırma döneminde itinayla kullanılır, bu aşındırma sırasında motor yağına karışan metal tozları, motorda istenmeyen bir aşındırmaya neden olmasın diye, “rodaj yağı” en çok 500 km’de değiştirilirdi. Ülkemizde 40 yıl önce üretilen otomobiller de o dönemde dünyadaki benzerleri gibi bu sürece bağlıydılar.
 
Bu sıralarda elektronik bilim dalı daha küçük geometriler ve toleranslarla ürünler ortaya koymaya başlamıştı. Uzun dalga, orta dalga kısa dalga derken, ultra kısa dalga ve onu izleyen milimetrik dalga boyları günlük kullanıma girmişti. Türkiye’de elektronik sanayinin bir varlık göstermeye başladığı dönemde, uzak mesafe iletişimi “mikrodalga link”lerle sağlanmaktaydı. Aslında buradaki dalga boyu 5 cm dolayındaydı, ama toleranslar artık mikron ile ölçülmeye başlamıştı. Giderek, mekanik üretim yetenekleri daha düşük toleranslar içerisinde kalarak seri üretim yapabilmeye olanak sağlar oldu. Bu sefer, mekanikte de mikron sözü sıkça kullanılmaya başladı. Ne zaman ki mikron düzeyindeki toleranslarla üretilen parçalar otomotiv endüstrisine egemen oldu, o zaman, satın aldığınız sıfır km aracınızı daha ilk günden tam güçle çalıştırmanızda sakınca kalmadı, üstelik ilk yağ değişimine de olağan sıklık olan 10-15 bin km sonra gelmeniz mümkün kılındı.
 
Mekanikte bu değişim olurken, elektronikte, tümdevre üretim teknolojisinde de 5-10 mikron’larla ölçülen geometrilerden 1-1,5 mikron geometrilere bir geçiş oldu. Türkiye’deki, adı laboratuar (YITAL - Yarı Iletken Teknolojileri Araştırma Laboratuarı) olan, ama tekrarlanabilir yarı iletken seri üretim olanağı sunan tesis, bi-polar teknolojisi kullanmaktaydı ve burada bir iletkenin inebileceği en küçük boyut 7 mikrondu. Bunun pilot tesisi olduğu ana fabrika da tamamlandı ama üretime geçmedi. Sonradan, 1980’lerin sonuna doğru, pilot tesisin yeteneği 3,5 mikrona ufaltıldı ve bi-polar’dan CMOS teknolojisine geçildi. Bu sırada dünyada PC devri başlamıştı ve geometriler giderek küçülmekteydi. 1,5 mikron teknolojisi kısa sürede kaba kaldı. “Sub-micron” denilen mikron-altı boyutlar aranır oldu. 0,7 mikron uzun bir süre tümdevre alanına egemen oldu. O zamanlar kimse buna “700 nano” demiyordu. Aslında günümüz 0,045 mikron teknolojisine de henüz yaygın bir biçimde 45 nano denmiyor ya!
 
Elektronik - mekanik yarışı
ImageElektronik ile mekaniğin karşılıklı paslaşarak boyut küçültmeleri, kullandıkları malzemeye daha hakim olmaları sanki gizli ve tatlı bir yarıştı. Aslında, hep biri diğerinin bir adım daha ileri gitmesi için gerekli ortamı yaratmaktaydı.
 
Tüm bu ilerlemeler, ilk yansımalarını ürünlerin boyutlarında gösterdiler. ABD’de ilk çıktığında neredeyse bir tuğla büyüklüğünde olan AMPS mobil telefonlar, Avrupa’nın GSM hamlesi ile cebe girebilecek (pantolon cebini dolduracak) boyutlara indirildi. 0,7 mikron teknolojisi ile üretilen tümdevreler 0,15 mikrona geliştirildiğinde ise, gömlek cebine sığacak telefonlara kavuştuk. 1970’lerin bilim kurgu dizisindeki iletişim düşü görüntülü telefonlar ise bu boyut küçülmesinin bir sonucu olarak topu topu 35 sene sonra her isteyenin bir tane alabileceği sıradanlığa ulaştı.
 
Ülkemizdeki tek yarı iletken üreten yer olan pilot tesis, günümüzde boyutları daha küçülmüş geometrilerle çok özel yarı iletken devrelerin üretimini yapıyor. Bu arada, Türkiye’nin ilk yarı iletken seri üretim tesisi olarak kurulan ve yetenekleri 7 mikron boyutlarında kalan fabrika, akıllı bir düşüncenin yaşama geçirilmesi ile MEMS (Micro Electro Mechanical System) yapımı yönünde bir laboratuar haline getirildi. MEMS, aslında bir diğeri ile paslaşan elektronik ile mekaniğin buluştuğu alan. Halk dili ile buna “çip üstü makine” denilebilir. Bir tümdevrenin bir parçası olarak, yarı iletkenin aşındırılması ile oluşturulmuş mekanik parçalar. 2000 yılından hemen önce, fiber kıldan gelen bir lazer hüzmesini, yarı iletken üzerinde oluşturulmuş aynalardan yansıtarak başka fiber kılların üzerine düşürmek, böylece optik anahtarlama yapmak gösterilmişti. Gene, yarı iletkenin gerekli şekilde aşındırılması ile bir elektrik motoru yapılmış ve tümdevre üzerinde dönüş hareketi elde edilmişti (yanda).
 
Nano teknolojilere henüz adım atarken nanoteknoloji ile MEMS yapılabileceği düşünülmüştü. Vizyon 2023 çalışmasının yapıldığı 7-8 sene öncesinde, insan damarlarına enjektörle salınacak nanoteknoloji ile üretilmiş MEMS ürünlerinin bir kalp damarındaki tıkanıklığı ufak parçalar şeklinde tırtıklayıp açacağı düşlenmişti. Ancak çok kısa sürede nanoteknoloji minyatür makine noktasından oldukça daha küçük boyutlara taşındı ve ilk başta göz ardı edilmiş bir alana yöneldi: nano malzeme.
 
Nano her yerde
Günümüzde pek büyük bir fiyat farkı ödemeden, nano katkılı duvar boyası satın alabiliyorsunuz ve bu boya, üzerindeki kiri, güneş gördüğü zaman, deyim yerindeyse “silkeleyip atıyor”. Kuşkusuz marifet boyada değil, boyanın içindeki nano katkı maddesinde. Gene içinde pişen yemeğin yapışmadığı seramik sırlı kaplar, bir nano katkı maddesinin bize sunduğu olanak. Bir üniversitemizde yürütülen çalışmada, 6-8 nano büyüklüğündeki sentetik elmasın “birlikte-kaplandığı” (co-plating) nikel kaplama ile inanılmaz düşük sürtünme katsayıları elde edildi. Bir ABD firması bu yöntemle silah namlusunun içini kaplıyor ve silahın menzilini, vuruş gücünü artırıyor.
 
Çünkü o boyuttaki sentetik elmas küre şeklinde oluyor ve nikel kaplamanın açıklığından yüzeyi görünen bir bilye gibi üzerinden geçen merminin altında dönüyor. Bir benzer uygulamada, motor yağına katılan nano sentetik elmas kürelerinin bir bor bileşiği ile askıda tutulması ile motor yataklarındaki sürtünmeyi çok azaltıyor. Buna ilişkin reklam duyuruları başladı. Bir başka uygulamada, felçli hastaları ayakta durur konumda gezindirecek bir robot-yürüteçte denge sağlamak için bir yandan öbür yana hızla ağırlık aktarma için gereken özgül ağırlığı yüksek sıvı, nano boyuttaki tungsten pudrasını bir akışkanın içinde askıda tutarak elde edildi.
 
Örnekleri kendi ülkemizden bile çoğaltmak kolay. Dahası örnekte sözü edilen sentetik elmas, grafit pudrasından, üstelik ilkel koşullarda, bir KOBI tarafından ülkemizde üretiliyor. Kısaca nano malzeme artık yaşamımızda.
 
Nano’yla gelen tehlike
Ancak nano malzemenin gerekli önlemler alınmadan kullanımı aslında tehlikeli. Insan bedenini oluşturan hücrelerin duvarları nano boyuttaki nesneler için bir engel oluşturmuyor. Nano malzeme, rahatlıkla temas ettiği hücrenin içerisine girebiliyor. Yukarıda belirttiğim amaçla nano boyutta tungsten ile özgül ağırlığı yüksek bir sıvı elde etmeye çalışan Izzet, bu toz ile yanlışlıkla temas ettiğinde, ne olabileceğini bilemediğinden doktora danışmış. Doktor, “yoğurt yenmesi” dışında bir öneride bulunamamış. Halbuki bir kısım yabancı web sitelerinde tungsten zehirlenmesi için izlenecek gözlemleme ve olası etkiler ve önlemler veriliyor. Demek ki, adım atmakta olduğumuz nano evreninde bizi tehlikeler de bekliyor ve ne yazık ki, bu tehlikelerin de, korunmanın da, kaza sonrası önlemlerin de henüz yabancısıyız.
 
Reuters haber ajansının 31 Temmuz 2008 tarihli bir haberinde nano katkılı gıdaların sessizce ABD’de tüketicilere sunulmakta olduğu konu ediliyor. Habere göre, nanoteknoloji kullanarak elde edilmiş gıdanın tadı ve besleme değerleri iyileştirilebiliyormuş. ABD’de, sağlığa olumsuz etkisi açıkça gösterilemeyen katkı maddeleri için gıda ambalajlarında bir uyarı yazısı koymaya gerek bulunmuyor. Ancak tüketiciler, satın aldıkları gıdanın nanoteknoloji kalıntıları taşıyabileceğini bilme hakları olduğunda ısrarlıymışlar. Bazı gıda ürünleri ise nano katkı maddelerini açıkça adlarında taşıyormuş: Çin üretimi “Nanotea” adlı çay ve ABD üretimi “Nanoceuticals Slim Shake Chocolate” adlı bir şişmanlatmayan çikolata tadında içecek bunlardan ikisi. Nano katkı maddesi çikolata tadının baskın olarak algılanmasını sağlıyormuş. Çin malı çayda ise çay yaprağının taşıdığı tadın içeceğe aktarımı 10 kat kadar artıyormuş. Bir Israil firmasının ürünü olan kanola yağında ise, bir kısım vitamin, mineral ve phytochemical maddelerin sindirim sistemince hızla emilmesini sağlayacak nano katkı maddeleri bulunuyormuş. Anlaşılıyor ki, gıdadaki şeker ve çikolata gibi maliyet artıran malzemenin oranını onda birine indireceksiniz; nano katkı malzemesi ile bu gıda maddesini tüketenin o azıcık şeker ve çikolatayı 10-15 kat fazla imiş gibi algılamasını sağlayacaksınız. Böylece hem daha ucuza mal edip, hem diyet gıda diye daha pahalıya satıp, hem de tadını “aman-aman” bir düzeyde tutacaksınız. Hani çift katlı ekmek kadayıfı derler ya, onun “nano”cası bu olsa gerek!
 
Nano malzemenin sağlık üzerine etkileri konusunda çok az bilgi olmakla birlikte şimdilik en azından nano boyutta karbon parçacıklarının, akciğerlerde en az asbest kadar kötü etki bıraktığı saptanmış durumda. Birçok nano malzemenin ise yoğun biçimde hücre içine doluşması ile hücrenin hayatiyetini kaybettiği biliniyor.
 
Bilinçsizce kullanılan veya gerekli koruma önlemleri alınmadığında temas ile sağlığa zararlı olabilen nano malzeme, aslında yeni bir çığır açmak üzere. Daha şimdiden Cornell laboratuarlarında nano katkı maddeleri kullanılarak üretilen kumaşlar, koli basili ile temas ettiklerinde renk değiştiriyor. Bunun salmonella gibi gıda maddelerinde kolayca yayılabilen zararlı organizmalara duyarlı olanı da yapılmış. Pratik bir yaklaşım, bir tezgahın istenen hijyen düzeyinde olup olmadığını anlamak için yapılacak şey, böyle bir bez ile yüzeyini silip, bezin alacağı renge bakmak.
 
Insanların, nano malzemeyi, nano katkı maddelerini iyiye mi yoksa kötüye mi kullanacağı, kestirilemiyor. Elbette nasıl aramızdan teröristler çıkabiliyorsa, nano malzemeyi kötüye kullananlar da çıkacaktır. Ama asıl büyük tehlike bilinçsiz kullanım olacaktır.
 
Nano çağına adım atmak
Ne olursa olsun, yadsınamaz şekilde nano çağı önümüzde. Türkiye’nin bu çağa adım atıp atmayacağı ise önümüzdeki birkaç yıl içerisinde kendini gösterecek. Türk insanı, hızla uyum sağlayabilen, karşılaştığı yenilikleri kendi yaşamına anında uyarlayabilen üstün bir özelliğe sahip. Bu sayede nanoteknoloji trenine atlayıp hızla birçok toplumun önüne geçebilir. Bilgi çağına adım atmaktaki isteksizlik ve miskinliğimizi yinelemezsek, nano çağında önde giden ülkelerden olabiliriz. Toplumun yeterli ve doğru bilgilendirilmesi ile birkaç ay içinde lezzetine doyum olmaz nano baklava veya nano Iskender kebap yaygınlaşabilir. Ya da yanmaz, giyeni yanmaktan koruyan kumaşlar elde etmek mümkün olur. Yürürken veya iş yaparken insan hareketleriyle birbirine sürtünen giysi parçalarından elektrik elde etmek üzere kumaşı oluşturan liflerin üzerine piezo elektrik malzeme kaplamak zaten laboratuarda elde edilmiş, ticari olmayı bekleyen bir buluş. Ufku belirgin olmayan ya da henüz havsalamızın almadığı kadar engin olan bir yeni evrene adım atmakta olduğumuzu sezinliyorum.
 
Ülkemizde nano malzeme kullanımı için bir yönlendirme, bir seçici özendirme veya düzenlemeye rastlayamadım. Düzenleme yapmayıp gelişmeleri “serbest piyasa ekonomisi”ne bırakacak kadar lüksümüz olduğunu düşünmüyorum. Beğendiğim bir söz, “rotası belli olmayan gemiye uygun rüzgar olmadığı” üzerine. Bize eldeki kısıtlı olanaklarla da olsa nano evreninden bir yarar sağlamak için sağlam bir rota gerek; ki esen rüzgarı etkin bir biçimde kullanabilelim. Ama, nano malzemelerin kullanımı yönünde mi araştırma yapacağız yoksa üretimi üzerine mi; günümüzde bu temel ayrım bile berrak değil.
 
Ülkemizin bu yeni ortamda belli bir rotası olması için ne yapmalı sorusunu ise gene bu alanda bizden önce yol almışlara bakarak yanıtlamanın en doğrusu olacağını düşünüyorum. ABD’de bir milli nanoteknoloji paneli oluşturulmuş durumda ve bir milli nanoteknoloji yaklaşımı belirlemişler. Ülkemizde bu tür çalışma odakları TÜBITAK’ta toplanıyor. Tepkisel (reactive) hareket etmeyip yönlendirici (proactive) çalışacak bir kurul, hızla harekete geçmeli, yapılacak çalışmaları ve yatırımları yönlendirmelidir. TÜBITAK’ın Bilkent’le kurduğu merkez bu alanda da etkin olabilir.
 
Öte yanda, kazalar oluşmaya başlamadan, nano malzeme nasıl üretilir, nasıl taşınır ve nasıl kullanılır, bu sıralarda ne gibi önlemler alınır belirlenmeli ve ilgili yönetmelikleri yazılarak uygulamaya konulmalıdır. Gene, kullanım alanı gıda maddeleri olunca, hangi nano madde ne oranda katılabilir, denetimleri nasıl yapılır, tüketiciye nasıl bilgi verilir; bunlar da bir yönetmelik ile düzenlenmelidir. Sanırım Tarım ve Köyişleri, Sağlık, Çalışma ve Sosyal Güvenlik, Sanayi ve Ticaret, hatta Çevre Bakanlıkları’nın ilgi alanlarına giren geniş bir konu.
 
Nano, ölçü olarak çok küçük. Öyle ki, bedenimizdeki hücrelerin içine bile bir dirençle karşılaşmadan girebiliyor. Ama ters orantılı biçimde sorunlu. Çünkü henüz “nano cahili” konumundayız. Liselerde fizik derslerinde nano malzemeler ne zaman okutulmaya başlar dersiniz?
 
Nano malzemeye ulaşmamızı bir yerde bilişime borçluyuz. Bilgi teknolojileri olmasaydı maddeyi incelemede ve anlamada ardından da hassas işleme yöntemlerine ulaşmada bu kadar hızlı olamazdık. Bilişimin bu katkısı, yukarıdaki önlemler ve düzenlemeler olmadan bize bir kâbus hediye etmiş bile olabilir. Buyurun size birkaç yıl sonrasının olası gazete manşeti: “Ankara’nın içme suyuna nano malzeme karışmış”. Derken bir karşı haber: “Izmir’in içme suyunda daha yüksek oranda nano malzeme zaten var!”… Tanıdık mı geldi? Işte bu nedenle nano evrenine adım atarken, bu gözle görülemeyecek kadar küçük malzemeleri kullanmayı düzenleyecek ve bu işi ciddiye alarak uygulayacak süreçlere gerek var.
 
Nano, hepimize hayırlı (ve afiyet) olsun.

Ali Akurgal

Etiketler:  

Bilimler
Bilişim
Türkiye nano çağına girecek mi?

Sadece kayıtlı kullanıcılar yorum yazabilirler.
Lütfen hesabınıza giriş yapınız veya kayıt olunuz.

---