Maddeyi on milyon kez küçülttüler!

Türk araÅŸtırmacılar, Bilkent Ãœniversitesi YerleÅŸkesindeki Ulusal Nanoteknoloji AraÅŸtırma Merkezi’nde (UNAM) maddeyi on milyon kez küçülten yöntemi geliÅŸtirerek, dünyanın çevresini dolaÅŸacak binlerce kilometre uzunlukta nanoteller üretti.

Küçüldükçe renk değiştiren dünyanın en uzun ve en ince yarı iletken tellerini üreten Türk araştırmacıların çalışması dünya bilim dünyasında bir ilk olma özelliği taşıyor.

Ãœnlü bilim dergisi Nature Material’ın Temmuz sayısının kapağından bilim dünyasına duyurulacak olan “Bayındır AraÅŸtırma Grubu”nun bu çalışmasının, Guiness Rekorlar Kitabına girmesi için hazırlık yapılıyor.

Çalışma, bilim dünyasında yepyeni nanoyapıların üretilmesine olanak sağlayacak.

AA muhabirine bilgi veren UNAM Müdür Yardımcısı Doç. Dr. Mehmet Bayındır, UNAM araştırmacılarının nanoteknolojide büyük bir adım atarak yeni bir üretim tekniği geliştirdiğini bildirdi.

Aralarında bir trilyon kat fark olan kilometre ve nano kelimelerinin aynı cümle içinde kullanımının bile çok nadir olduğuna işaret eden Bayındır, bu zıtlığın yarattığı gerilimin, insanlığın ilerlemede en önemli motivasyon ve ilham kaynağı olduğunu söyledi.

Sadece birkaç nanometre çapında olan ve olağan dışı pek çok özellik taşımalarıyla malzeme bilimi ve nanoteknoloji araştırmalarında özel ilgi çeken nanotellerin, bugüne kadar dünya genelinde nadiren milimetre boyutlarında üretilebildiğini aktaran Bayındır, bir boyutlu bu yapıların bağlantı ara elemanı, kimyasal ve biyolojik sensör elemanı, anahtar ya da piksel olarak kullanılabildiğini belirtti.

Bu teknolojinin, boyutlarda küçülmeyi, düşük güç ihtiyacını sağladığını ve hızlı tepkisellik ve yüksek paketleme yoğunluğu gibi sistemlerde ön planda kullanıldığını dile getiren Bayındır, ayrıca bu nanotellerle güneş pillerinin daha yüksek oranda güneş enerjisi biriktirmesinden tıpta görüntüleme uygulamalarına kadar pek çok alanda yenilikler sağlayabileceğini kaydetti.

Bayındır, bu kadar yoÄŸunluk ve incelikte yapıların üretimiyle DVD’lerin kapasitelerinin de inanılmayacak boyutta artabileceÄŸini vurguladı. Bayındır, “Biz bir maddenin boyutunu on milyon kez küçülttük. Aynı tekniÄŸi kullanarak silisyum nanotel dizinleri elde etmeye çalışıyoruz, böylece artık bilimin pek çok alanına yenilikler gelecek” dedi.

Bugüne kadar milimetre uzunluklarda üretilen nanotellerin milyonlarcasının dizin halinde metrelerce uzun üretilebilmesinin önemine vurgu yapan Dr. Bayındır, “Biz bilim dünyasına ‘artık kilometre uzunluktaki yarıiletken nanotelleri elimizde taşıyoruz’ dediÄŸimizde bile büyük bir ÅŸaÅŸkınlık yaratıyor. Bu yöntemin kullanımıyla nelerin üretileceÄŸini ÅŸu an tahmin bile edemeyebiliriz” dedi.

DÃœNYADAKÄ° Ä°LKÄ° TÃœRK ARAÅžTIRMACILAR YAPTI

Doç. Dr. Mehmet Bayındır, UNAM-Ulusal Nanoteknoloji AraÅŸtırma Merkezi bünyesindeki “Bayındır AraÅŸtırma Grubu” tarafından geliÅŸtirilen ve Nature Materials dergisinin Temmuz 2011 sayısının kapağında bilim camiasına duyurulan yeni fabrikasyon yönteminin (yukarıdan-aÅŸağıya üretim tekniÄŸine bir örnek), temel olarak boyut küçültmeye dayandığını anlattı.

Bayındır, nanotelleri maddeyi on milyon kez küçülterek geliÅŸtirdikleri yöntemlerini şöyle anlattı: “Makroskopik bir çubuÄŸun tekrarlı ÅŸekilde ve kontrollü biçimde ısıtılıp çekilmesi sonucu, nanometre ölçüsünde çapa sahip ancak kilometrelerce uzunluktaki yapılar meydana getirdik. Bu ÅŸekilde, çeÅŸitli yarıiletken, piezoelektrik ve polimer nanotel, nanotüp ve çekirdek-kabuk yapıları üretilebiliyor.

Sonsuz uzunlukta milyonlarca paralel ve düzenli nanoyapı, koruyucu bir polimerin içine gömülü olarak hazır ediliyor. Son derece düzenli olan bu yapılar, geniş alan uygulamalarında kullanılmaya hazır, hatta fotoiletkenlik veya faz değiştirme ile ilgili aygıtlar ortaya çıkmaya başlamıştır.

Bununla birlikte, beklenen uygulamalar sadece elektronikle sınırlı deÄŸil, nanoteller aynı zamanda metamalzemeler, esnek 3 boyutlu ışık alıcıları (yapay göz), yapısal renklenme ya da yeni nesil güneÅŸ pillerinde verim arttırıcı ışık yoÄŸunlaÅŸtırıcıları gibi geniÅŸ alan fotonik uygulamaları için de son derece uygundur. Sonuç olarak, fiber çekmenin, nanoteknoloji çağında yeniden keÅŸfedildiÄŸi söylenebilir.”

AYNEN PÄ°ÅžMANÄ°YE YAPMAK GÄ°BÄ°

Bir zamanlar, silikon nanoparçacıklar kullanarak baskılanabilir elektronik çalışmaları yürüten bir araÅŸtırmacının, yaptığı iÅŸi ÅŸakayla karışık “yemek piÅŸirmek” olarak tanımladığını, bu tanımın bir anlamda yanlış olmadığını söyleyen Bayındır, geleneksel bir tatlı olan piÅŸmaniyenin yapımının, olaÄŸanüstü incelikteki fiber üretimi ile karşılaÅŸtırılabileceÄŸini, böylece fiber-helvanın yapımının şöyle olacağını söyledi: “Åžeker ve yaÄŸdan oluÅŸturulan yuvarlak ÅŸekilli bir hamur, çevrilip çekilerek uzatılır ve uzadıkça ikiye katlanır. Bu iÅŸlem pek çok kere tekrar edilir ve ÅŸeker parçalarının yapışmaması için araya un serpilirse, çok ince ve hafif fiberlerden oluÅŸan piÅŸmaniye elde edilir. Neredeyse aynı yöntem bu sefer yarı iletken nanotel, nanotüp ve çekirdek-kabuk nanoyapıların üretiminde kullanılmıştır. PiÅŸmaniye üretimi ile ilginç bir benzerlik taşıyan bu nanotel ve nanotüpler, nanotel araÅŸtırmalarının temel problemlerini, küçük düzenli yapıların bütünleÅŸme ve seri üretimini, çözecek gibi görünmektedir. Basit bir yemek piÅŸirme iÅŸlemi ile bu kadar ÅŸey yapılabiliyor olması oldukça heyecan verici.”

Çalışmalarında bilgisayar kontrollü bir fırın ve makara kullanılarak, dikkatli bir şekilde uzatılan ve dolayısıyla çapı küçültülen fiberlerin, ardından 15 santimetrelik parçalar halinde kesilip yanyana getirildiğini, sonra etraflarına fiber sarılıp tekrar ısıl işleme tabi tutulduğunu belirten Bayındır, bu prosedürün birkaç kez tekrar ettirildiğinde, makroskopik fiberin, milyonlarca sayıda gömülü ve düzenli nanotele dönüştüğünü bildirdi.

Doç. Dr. Bayındır, geliÅŸtirdikleri yapıların dünyada bir ilk olduÄŸuna iÅŸaret etti ve Guiness Rekorlar Kitabına girmek için baÅŸvuru hazırlığı içinde olduklarını söyledi. Bayındır, “Guiness Rekorlar Kitabına girecek dünyanın en uzun ve en ince yarı iletken natollerini artık elimizde tutuyoruz” dedi.

Patent alma çalışmalarının devam ettiğini belirten Dr. Bayındır, tamamen yerli bir çalışmanın tarihte ilk kez etki faktörü 29.5 olan dünyaca ünlü bilim dergisi Nature Materials kapak olmasının gururunu yaşadıklarını ifade etti.

“UNAM gibi son teknoloji ile donatılmış bir merkez olmasaydı bir bu çalışmaları yapamazdık” diyen Dr. Bayındır, UNAM’ın kurulmasına emeÄŸi geçen herkese minnettar olduklarını söyledi.

Çalışmanın TÃœBÄ°TAK, TÃœBA ve DPT’den alınan kaynaklarla gerçekleÅŸtirildiÄŸini ifade eden Dr. Bayındır, “Dünyadaki global ekonomik krize raÄŸmen geliÅŸmiÅŸ ülkelerdeki bilimadamlarından daha yüksek miktarlarda proje alabilmenin keyfini çıkarıyoruz” dedi.