YENİ BİR TEKNOLOJİ DEVRİMİ NANOTEKNOLOJİmb/dokumanlar/Nanoteknoloji_UNAM.pdf · Bor tabanlı...
Transcript of YENİ BİR TEKNOLOJİ DEVRİMİ NANOTEKNOLOJİmb/dokumanlar/Nanoteknoloji_UNAM.pdf · Bor tabanlı...
YENİ BİR TEKNOLOJİ DEVRİMİ
NANOTEKNOLOJİ
www.nano.o rg . t r
ÖZGEÇMİŞ: DOÇ. DR. MEHMET BAYINDIR
Uluslararası bilim ve teknolojiye katkıları:
Işığın hareketi üzerine yeni bir makenizmanın keşfi ve deneysel olarak gösterilmesi (2000)
Türkiye’nin ilk soldan kırılan (left-handed) meta-malzemelerinin dizaynı ve üretilmesi (2002)
Yeni bir nanofabrikasyon yönteminin keşfi ve deneysel olarak gösterilmesi (2004)
Isıyı ve ışığı algılayabilen akıllı kumaşların üretilmesi (2004)
Kanser tedavisinde kullanılabilen kızıl-ötesi akıllı lazer fiberlerinin üretilmesi (2005)
Doktora, 2002
Bilkent Üniversitesi, Fizik Bölümü, 2002
Bilim adamı, 2002-2006
Massachusetts Institute of Technology, ABD
Elektronik Araştırma Laboratuvarı, Askeri Nanoteknoloji Enstitüsü,
Malzeme Bilimi Merkezi
Öğretim Üyesi, 2006-
Bilkent Üniversitesi, Fizik Bölümü, Malzeme Bilimi ve Nanoteknoloji
Ulusal Nanoteknoloji Araştırma Merkezi
Yayınlar: Nature, Nature Materials (3), Advanced Materials, Physical
Review Letters, (33 SCI makale, 850 atıf), 5 ABD patenti
İÇERİK
NANOTEKNOLOJİ NEDİR?
NEDEN NANOTEKNOLOJİ?
YENİ BİR TEKNOLOJİ DEVRİMİ Mİ GELİYOR?
ÖRNEKLER
UNAM: ULUSAL NANOTEKNOLOJİ ARAŞTIRMA MERKEZİ PROJESİ
BİLİM POLİTİKAMIZ ÜZERİNE
NANOTEKNOLOJİ: DİSİPLİNLER ARASI YENİ BİR BİLİM DALI
Bir nanometre, metrenin milyarda birine denk gelir.
Nanobilim ve nanoteknolojinin tam bir tanımı
olmamakla birlikte, genel görüşe göre 1-100
nanometre boyutlarda maddelerin anlaşılması,
kontrol edilmesi ve atomsal seviyede değiştirilip
işlevsel hale getirilmesidir.
NANOTEKNOLOJİ: BOYUTLAR
Do
ğa
da
n
İnsa
n y
ap
ımı
NANOTEKNOLOJİ: YENİ BİR TEKNOLOJİ DEVRİMİ Mİ?
K AT M A D E Ğ E R İ Y Ü K S E K Ü R Ü N L E R
NEDEN NANOTEKNOLOJİ?
1 ton Kalp Stenti $1.000.000.000
1 ton DNA İlacı $10.000.000.000.000
NANO
TEKNOLOJĠ
MAKRO
TEKNOLOJĠ
1 ton Kiraz $1.000
1 ton Doblo $10.000
1 ton Mavi Jeans $100.000
MĠKRO
TEKNOLOJĠ
1 ton Cep Telefonu $1.000.000
1 ton Kızıl-Ötesi Fiber $10.000.000
NEDEN NANOTEKNOLOJİ: MUCİZEVİ İHTİMALLER
Körlere yeniden görme, sağıra duyma, felçliye yürüme şansı verebilir.
AIDS, kanser, diyabet gibi hastalıkları tedavi edebilir.
Dünyada açlığı sona erdirebilir.
Ucuz, çevre dostu ve verimli enerji kaynakları ortaya çıkarabilir.
İş göremez hale gelmiş organların yerine yeni organlar büyütülebilir.
Kirlenmiş dünyamız daha temiz hale gelebilir.
Bakteriden daha küçük nanobilgisayarlar üretilebilir.
Bilkent kütüphanesindeki bütün kitaplar bir küp şekerine depolanabilir.
Çelikten 100 kat daha dayanıklı ama esnek betonlar yapılabilir.
NANOTEKNOLOJİYE DEVLET YATIRIMLARI
Bütün dünyadaki toplam yatırım (2005): 6 milyar USD
Avrupa Birliği: 3.7 milyar Avro (FP 7)
Güney Afrika: 170 milyon USD (önümüzdeki 3 yıl için)
İsrail: 230 milyon USD (önümüzdeki 5 yıl için): 45 şirket kuruldu
Rusya: 7 milyar USD (8 yıl için)
NANOTEKNOLOJİ: GLOBAL EKONOMİYİ NASIL ETKİLEYECEK?
Nanoteknolojinin, bütün endüstri alanlarını etkileyeceği düşünüldüğünden ekonomik etkileri kaçınılmaz olacaktır.
Nanoteknoloji tabanlı ürünler 2015 yılında 1 trilyon dolar pazar payına sahip olacaktır.
Gelişmiş ülkelerde nanoteknoloji kritik ve öncelikli alan olarak desteklenmektedir.
İsrailde 45 nanoteknoloji şirketi katmadeğeri yüksek ürünlerle ekonomiye katkı sağlamaya başlamıştır.
Çin önümüzdeki yıllarda 1 milyon nanoteknoloji uzmanı yetiştirmek için program başlatmıştır.
RUSYA NANOTEKNOLOJİYE YATIRIM YAPIYOR
8 YIL ĠÇĠN 7 MĠLYAR USD
... I particularly want to stress the need to establish an effective system of research and development in the area of nanotechnology based on atomic and molecular constructions.
... Nanotechnologies are becoming a key direction for the development of modern industry and science
Rusya devlet başkanı Vladimir Putin Halka sesleniş konuşmasından, 26 Nisan 2007
Bush's proposed budget makes nanotechnology 'a top priority'
... Intended to ensure "United States global leadership in the development and application of nanotechnology," ...
4 YIL ĠÇĠN 3.7 MĠLYAR USD
ABD: NANOTEKNOLOJİYİ ÖNCELİKLİ ALAN OLRAK DESTEKLİYOR
ABD başkanı George Bush’un halka sesleniş konuşmasından, 3 Aralık 2003
Shimon Peres hails a new global superpower – technology
Turning to terrorism, Mr Peres said that armies were built to fight other armies. He said: "It is absurd to send an F-16 to chase a terrorist.“
"What is the value of armies?" Mr Peres asked. He suggested that technology could help fight terrorism by developing new weapons, such as nanotechnology.
İSRAİL: SORUNLARINI NANOTEKNOLOJİ İLE ÇÖZECEK
İsrail cumhurbaşkanı Vladimir Shiman Peres
Shimon Peres sees nanotech as Israel’s
missing link between a pioneer past and
technological progress
5 YIL ĠÇĠN 230 MĠLYON USD
2007 NOBEL ÖDÜLÜ NANOTEKNOLOJİYE VERİLDİ
NEDEN NANOTEKNOLOJİ?
Daha fonksiyonel
Daha hızlı
Daha az yer kaplar
Daha az enerji sarfeder
Daha mukavemetli
Daha ucuz
Olağanüstü yeni özellikler
NEDEN NANOTEKNOLOJİ?
Altın; normal halinde dünyadaki hiçbir
maddeyle etkileşime girmeyen bir maddedir;
zaten bu özelliğinden dolayı mücevherat olarak
kullanılır.
Ancak moleküler düzeyde, nano zerrecikler
halindeki altın her şeyle etkileşime giren bir
madde kimliğine bürünebiliyor.
M A D D E L E R E Y E N İ Ö Z E L L İ K L E R K A Z A N D I R M A K M Ü M K Ü N D Ü R
KOZADAN UZAKTAN KUMANDALI AJANA
Nanoelektromekanik sistemler (NEMS)
K R İ T İ K T E K N O L O J İ L E R G E L İ Ş T İ R M E K M Ü M K Ü N D Ü R
NEDEN NANOTEKNOLOJİ?
Nanoaygıtlar: çok hassas sensörler
Tek-molekül algılayabilen sensörler
Manyetik alan ölçümü (pikotesla civarında hassasiyet)
1~2 mikron
Nano-osilatör yardımı
ile biyolojik/kimyasal algılayıcı
K R İ T İ K T E K N O L O J İ L E R G E L İ Ş T İ R M E K M Ü M K Ü N D Ü R
NEDEN NANOTEKNOLOJİ?
Gerçek: Bir şarbon mikrobu öldürür
NEDEN NANOTEKNOLOJİ?
İSRAİLDE YILLARDIR YAPILAN YATIRIMLAR SONUCUNDA 45 NANOTEKNOLOJİ ŞİRKETİ KURULMUŞTUR
İSRAİL’İN AR-GE YATIRIMLARI 2006 YILI İÇİNGSMH’NIN %4.96’SINA ULAŞMIŞTIR
MARKER PROJESİNİ KAZANMIŞ, YILLIK 25 MİLYON YTL KAZANÇ ELDE EDECEKTİ
ULUSAL MARKER PROJESİ
PROBLEM: 2005 YILINDA KAÇAK YAKITTAN DOLAYI VERGİ KAYBI 3.5 MİLYAR $
ÇÖZÜM: YAKITI İŞARETLEMEK (ŞİFRELEMEK)
S T R AT E J İ K Ö N E M
Sü
rtü
nm
e k
ats
ayıs
ı (o
C)
Sıcaklık (oC)
Bor Nitrür
Ülkemizin Bor madenleri açısından zengin olması dolayısıyla,
Bor tabanlı malzemelerin araştırılması stratejik bir öneme sahiptir
Türkiye 2004 yılı GNP 269 Milyar $, kayıp 11 Milyar $
Sürtünme ve aşınmanın neden olduğu toplam
ekonomik kayıpların GNP’ın %4’üne erişmektedir
NEDEN NANOTEKNOLOJİ?
M İ L L İ E KO N O M İ Y E K AT K I
DNA AŞISI
CpG ODN: kesecik
içerisindeki nükleik
asitler
Kesecik boyutu < 100nm
100
150
200
0
50
10 20 30Günler
Tüm
ör
boyutu
(mm
2)
IL-13 zehir + (CpG ODN) LipoIL-13 zehirkontrol
Fareler üzerinde yapılan deneylerde, %91 inin tamamen
iyileştiği gözlemlenmiştir
NEDEN NANOTEKNOLOJİ?
K R İ T İ K T E K N O L O J İ L E R G E L İ Ş T İ R M E K M Ü M K Ü N D Ü R
LABORATUVARDAN EKONOMİYE: BİR BAŞARI ÖYKÜSÜ
PROBLEM: Kalp ameliyatlarında takılan stent içerisinde zaman
geçtikçe, beslenme alışkanlıklarına bağlı olarak, maddeler stent
duvarında birikmeye başlamaktadır. Belirli süre sonra ciddi
komplikasyonlar kendini göstermektedir.
ÇÖZÜM: Kanı ve içerisinde taşıdığı maddelerin yüzeye
tutunmasını engelleyen nano-yapılı malzemeler.
MIT Malzeme Biliminden bir grup
tarafından geliştirildi
Şirket kurulup piyasaya sürüldü
Stentlerin tanesi 10.000 $ dan
satılmaktadır.
2004 yılında 3 milyar $ gelir
elde edilmiştir
2007 yılı itibariyle 11 milyar $
gelir beklenmektedir
Boston ve çevresinin en büyük
gelir kaynağı
NEDEN NANOTEKNOLOJİ?
NEDEN NANOTEKNOLOJİ?
Farklı DNA zincirlerine sahip milyonlarca virüs
ZnS nanokristal
Lityum iyon nanopil
Nanolitoğrafi
Belirli bir atoma bağlanabilen virüslerin tesbiti
Virüse ait DNA zincirinin tesbiti
Virüsün çoğaltılması
VİRÜSLERİ BEDAVA ÇALIŞTIRMAK MÜMKÜN MÜ?
K R İ T İ K T E K N O L O J İ L E R G E L İ Ş T İ R M E K M Ü M K Ü N D Ü R
YENİ ENERJİ KAYNAKLARI: HİDROJEN ENERJİSİ
P r o f . S a l i m Ç ı r a c ı v e e k i b i
Karbon nanotüp
Titanyum
Hidrojen
PROBLEM: Günümüzün en önemli
global sorunlarından birisi hiç
kuşkusuz, hızla artan enerji-yakıt
tüketimi
G8 ülkeleri toplantısının en önemli
maddelerinden birisi
Çözüm: Moleküller seviyede
hidrojen depolama
Hidrojen depolama kapasitesinde dünya
rekoru: %14
DÜNYA ÇAPINDA BİR BAŞARI: BASINIMIZIN İLGİSİZLİĞİ
DOĞADAN ÖRNEKLER: NANOYÜZEYLER: GEKO
Continental Kış Lastiği
DOĞADAN NANOFOTONİK YAPILAR: TAVUS KUŞU
NANOFOTONĠK KRĠSTALLER
NANOTEKNOLOJİ: ÇEVRE VE İNSAN SAĞLIĞI BOYUTU
Bütün büyü gitti mi? Nanoteknoloji üzerine sağlık kaygıları
12 Nisan 2006
27 martta Almanyada piyasaya çıkan Magic Nano adlı banyo
temizleyici, üç gün sonra marketlerden toplatıldı. Sebep: 80 e
yakın kişide önemli solunum problemleri görüldü, 6 kişinin ise
akciğeri sıvı toplamıştı.
Altın; normal halinde dünyadaki hiçbir maddeyle
etkileşime girmeyen bir maddedir; zaten bu özelliğinden
dolayı mücevherat olarak kullanılır.
Ancak moleküler düzeyde, nano zerrecikler halindeki
altın her şeyle etkileşime giren bir madde kimliğine
bürünebiliyor.
ULUSAL MALZEME BİLİMİ
VE NANOTEKNOLOJİ ENSTİTÜSÜ
ABD NANOTEKNOLOJĠ YOL HARĠTASI
8 yılda 46 Merkez, Enstitü,
Laboratuvar!!!
Türkiye?
Laboratuvar sayısı: 62
Toplam laboratuvar ve ofis alanı: 9500 m2
Tam kapasitede araştırmacı sayısı: Doktoralı 150, öğrenci 300
Mevcut Personel: 32 öğretim üyesi, 70 asistan, 3 Y. Mühendis, 2 idari
Toplam yatırım (bina-altyapı): 15 Milyon YTL, 10 milyon YTL gerçekleşti
Toplam yatırım (cihaz-ekipman): 130 Milyon YTL (3-5 yıl), 10.5 Milyon YTL gerçekleşti
UNAM-MALZEME BİLİMİ VE NANOTEKNOLOJİ ENSTİTÜSÜ
NASIL ÇALIŞACAK?
A R A Ş T I R M A C I L A R
K O N U S U N D A D Ü N YA C A U Z M A N 3 5 B Ġ L Ġ M A D A M I
UNAM-MALZEME BİLİMİ VE NANOTEKNOLOJİ ENSTİTÜSÜ
UNAM-MALZEME BİLİMİ VE NANOTEKNOLOJİ ENSTİTÜSÜ
UNAM-MALZEME BİLİMİ VE NANOTEKNOLOJİ ENSTİTÜSÜ
CĠHAZ ALTYAPISI
S E M , T E M , F I B , E - B E A M
UNAM-MALZEME BİLİMİ VE NANOTEKNOLOJİ ENSTİTÜSÜ
UNAM-MALZEME BİLİMİ VE NANOTEKNOLOJİ ENSTİTÜSÜ
MİKRO VE NANO FOTONİK YAPILAR
ATO M İ K KU V V E T M İ K R O S KO P L A R I
ASYLUM MFP-3D
DNA ĠLAÇLARI
UNAM-MALZEME BİLİMİ VE NANOTEKNOLOJİ ENSTİTÜSÜ
UNAM-MALZEME BİLİMİ VE NANOTEKNOLOJİ ENSTİTÜSÜ
UNAM-MALZEME BİLİMİ VE NANOTEKNOLOJİ ENSTİTÜSÜ
UNAM-MALZEME BİLİMİ VE NANOTEKNOLOJİ ENSTİTÜSÜ
UNAM-MALZEME BİLİMİ VE NANOTEKNOLOJİ ENSTİTÜSÜ
UNAM-MALZEME BİLİMİ VE NANOTEKNOLOJİ ENSTİTÜSÜ
UNAM-MALZEME BİLİMİ VE NANOTEKNOLOJİ ENSTİTÜSÜ
ĠNSAN ALTYAPISI
Önce insan
DİSİPLİNLERARASI YENİ BİR BİLİM DALI
MSN ÖĞRENCĠLERĠ
150 DOKTORA ÖĞRENCĠSĠ
KARŞILAŞTIRMA: TÜRKİYE’NİN BİLİM VE TEKNOLOJİDEKİ YERİ
1996-2005 (10 yıl) arasında uluslararası dergilerinde yayınlanan makalelerin tümü
Stanford Üniversitesi, Türkiyeden 50 kattan daha
fazla etkili araştırma yapıyor.
Türkiye’nin h-indisinin 80’i, uluslararası ortak
çalışmaların sonucunda elde edilmiştir.
h-indeks: Bir araştırmanın uluslararası camiada ne kadar
etkili olduğunu gösteren değer
KARŞILAŞTIRMA: TÜRKİYE’NİN NANOTEKNOLOJİDEKİ YERİ
SONUÇ: Ülkemiz ucuz iş gücüne dayalı ekonomiden hızla uzaklaşıp katma değeri yüksek ve marka haline gelmiş ürünlere yönelmelidir.
BİLİM VE TEKNOLOJİ POLİTİKAMIZDA PARADİĞMA DEĞİŞİKLİĞİ
BAZI GERÇEKLER:
Günümüzde bilimi üreten ülkeler güçlü ekonomilere sahiptir.
Yüksek teknolojiye ödediğimiz miktar gittikçe artacak, ülkemizin
kaynakları yetersiz hale gelerek gün geçtikçe daha fakir bir ülke haline
geleceğiz.
Artık teknoloji transferiyle kalkınmak mümkün değildir, yüksek
teknolojiyi açığa çıkaracak bilimi ülkemizde kendimiz üretmeliyiz.