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.