Nanobilim ve Nanoteknoloji

Şakir Erkoç

Nanobilim ve Nanoteknoloji Sözleri ve Alıntıları

Nanobilim ve Nanoteknoloji sözleri ve alıntılarını, Nanobilim ve Nanoteknoloji kitap alıntılarını, Nanobilim ve Nanoteknoloji en etkileyici cümleleri ve paragragları 1000Kitap'ta bulabilirsiniz.
Nanotüp fiberler gerilmeye karşı en sağlam malzemedir.
Malzemelerin boyutları bulundurdukları serbest elektronların hareket serbestlikleri ile ilgilidir. Hareket serbestliğinden elektron akımının olabileceği anlaşılır. Eğer serbest elektronlar üç yönde de hareket edebiliyorlarsa o zaman malzeme "3B" (üç boyutlu) yapı olarak adlandırılır, bütün kristal yapılar bu sınıfa girer. Katı madde olarak bilinen yapılar "3B" yapılardır. Eğer serbest elektronlar sadece iki yönde hareket edebiliyorlarsa o zaman malzeme "2B" (iki boyutlu) yapıya sahip demektir. Hemen hemen bütün katmanlı yapılar bu sınıfa girer. Katmanlı yapılarda bir kat bir cins atomdan oluşurken başka bir kat da başka bir cins atomdan oluşur. Örneğin Silisyum/Germanyum gibi katmanlı yapılar hep 2B yapılardır. Serbest elektronları tek yönde hareket kabiliyetine sahip olan malzemeler de "lB" (bir boyutlu) yapılar olarak adlandırılır. Nanotel, nanotüp gibi yapılar bu guruba girer. Ayrıca serbest elektronların bulunduğu, ama yapının_ üç boyutla sınırlı olması sebebi ile hareket kabiliyeti olmadığı yapılar da vardır; bunlara da "0B" (sıfır boyutlu) yapılar denir. Nanotop, kuantum nokta, topaklar bu sınıftadır. İlk başta belirli bir elektronik işlevi olamazmış gibi gözükse de, bu tür yapılar kuantum bilgisayarlar da dahil birçok uygulamanın vazgeçilmez bileşenidir
Reklam
Topaklarda, özellikle artı yüklü metal topaklarda, Coulomb Patlaması (CP) olarak bilinen ilginç bir özellik vardır. Bu özellik topağın kararlılığı (sağlamlığı) hakkında bilgi verir. Topaklardaki artı yük fazlalığı bazı hallerde atomlar arasındaki çekici etkileşmeyi yenebilir ve topak atomları bir arada durmakta zorlanır ve topak dağılır. Artı yük fazlalığı aslında elektron kaybı demektir. Topaklar yüksek düzeyde iyonlaştırılırsa (elektron kopartılırsa) artı yükçe zenginleşirler. Elektron azlığı bir bakıma Coulomb patlamasına sebep olur; çünkü topaktan belli sayıda elektron kopartılınca atomlar birbirlerinden ayrılmaktadır.
Karbon atomunun elektronlarından ilk ikisinin bağlanmaya hiç etkisinin olmaması, ayrıca ilk iki elektron ile geri kalan elektronların enerjileri arasındaki farkın da büyük olması karbonun farklı yapılar oluşturabilmesini sağlamaktadır. Bu özelliklerde başka bir elementin olmaması karbonu rakipsiz yapmakta ve belki de dünyada hayatın karbon esaslı olması bu sebebe dayanmaktadır.
Nanobilim ve/veya nanoteknoloji dendiğinde akla ilk önce karbon nanoyapılar gelmektedir, çünkü bu sahada öncü element karbon atomudur, öncü malzeme de karbon esaslı malzemelerdir.
Nanoteknoloji, atom ve moleküllerin bir araya getirilmesi ile nanometre ölçeklerde işlevli yapıların oluşturulması şeklinde özetlenebilir.
Reklam
Topaklar genellikle "farklı şartlarda bir arada tutulan atom grupları" olarak tanımlanır. Kimi araştırmacılar topakları maddenin beşinci hali olarak kabul ederken yaygın tanımı ile "topaklar farklı bilim dallarını birleştiren sonlu yapılardır."
Kimya dersini özlemişim :')
Karbon periyodik tabloda mevcut elementler içerisinde 0 (sıfır) boyuttan 3 (üç) boyuta kadar izomerleri olabilen tek ve yegane elementtir. İzomer, aynı atom sayısında farklı şekillere sahip olabilen yapılardır. Karbon üç boyutlu (3B) yarı iletken elmas yapıdan iki boyutlu (2B) yarı metalik grafite, bir boyutlu (1B) iletken ve yarı iletken nanotüplere ve sıfır boyutlu (0B) nanotoplara kadar farklı kararlı yapıları ve birçok ilginç özellikleri olan harikulade ve yegane elementtir.
Kafes yapıdaki karbon toplarına genel olarak "fullerene" adı verilmektedir. Bu adlandırma başlangıçta C60 için düşünülmüş olsa da günümüzde her boydaki karbon toplarına kısaca fullerene denmektedir. Fullerene adı, C60'in yapısının Mimar Buckminsterfullerene'ni yaptığı mimari tasarımlara benzemesinden dolayı mimarın adına izafeten verilmiştir.
Richard Feynman, öngörüleri, bilimi herkese yayma çabaları ve verdiği seminerleri ile fizikçiler arasında tanınmış bir bilim adamıdır. Kuantum elektrodinamiği sahasında yapmış olduğu çalışmalarla 1965 yılında Fizik Nobel ödülünü almıştır. Bu ünlü fizikçi 1959'da bir konferansta "There is plenty of room at the bottom" (Aşağıda daha çok yer var) başlıklı bir konuşma yapmıştır. Feynman bu konuşmasında eğer atom ve molekül büyüklüklerinde imalat yapılabilirse birçok yeni keşiflerin olabileceğini söylemiş, Feynman bu konuşmasında ayrıca böyle bir şeyin gerçekleşebilmesi için ilk başta nano ölçekte özel ölçme ve üretim yöntemlerinin geliştirilmesi gerektiğini belirtmiştir. Feynmann'ın bu meşhur konuşması nanobilim ve nanoteknolojinin başlangıcı kabul edilmektedir.
Reklam
İnsan saçının kalınlığı yaklaşık 100.000 nanometredir.
Ebatlar küçüldükçe kuantum özellikler (mikroskobik özellikler) daha belirgin hale gelir. Bunun en önemli sonuçlarından birisi atomların geometrik düzeninin maddenin bazı fiziksel özelliklerini etkilemesidir. Karbondan yapılmış malzemeler bu konuda çok iyi örneklerdir. İşin ilginç tarafı, karbondan başka elementlerden oluşmuş yapıların da boyutu azalınca benzer özellikler göstermesidir. Örneğin, bizmut kristali ile bizmut nanotelini ele alalım. Bizmut kristali makroskobik ebatta yarımetal bir malzemedir, fakat nanotel halinde yarıiletken bir malzeme özelliği göstermektedir. Aynı atomlardan oluştuğu halde farklı geometride birbirinden apayrı davranışa sahip iki farklı malzeme karşımıza çıkmaktadır, üstelik her iki yapıda da atomların birbirlerine bağlanma şekilleri aynıdır. Başka bir örnekte altını ele alalım; altın elementi makroskobik büyüklükte sarı renkli görünürken nanoebatlarda kırmızı renkte görünür. Yani maddenin sırf elektronik özellikleri değil, optik özellikleri de boyutu ile değişir. Bundan şu sonuç çıkartılabilir; malzemelerin nanoölçekteki yapılarını kontrol etmeyi başarmakla birçok özelliği ve dolayısı ile işlevleri kontrol edilebilmektedir.
Richard Feynman:
24 ciltlik Brittanica Ansiklopedisini bir toplu iğne başına neden yazamayalım?
Topak diye bir şey var-mış
Topaklar yapıları ve içerdiği atomlar bakımından moleküllerden farklılık gösterirler. Moleküller belli bir yapıya ve atom grubuna sahiptir, değişmez. Ancak topaklar herhangi bir sayıda atomdan oluşabilir, değişik geometrilerde yapılar oluşturabilirler.
Maddeler küçüldükçe farklı özellikler gösteriyormuş
Bizmut kris­tali ile bizmut nanotelini ele alalım. Bizmut kristali makros­kobik ebatta yarı metal bir malzemedir, fakat nanotel halinde yarı iletken bir malzeme özelliği göstermektedir. Aynı atomlar­dan oluştuğu halde farklı geometride birbirinden apayrı davra­nışa sahip iki farklı malzeme karşımıza çıkmaktadır, üstelik her iki yapıda da atomların birbirlerine bağlanma şekilleri aynıdır.
55 öğeden 1 ile 15 arasındakiler gösteriliyor.