İ nsan yaşamındaki refah düzeyinin artması bilimsel ve teknolojik gelişmelere bağ-

lanabileceği gibi tam tersine, bu gelişmeleri beraberinde getirmiş de olabilir. Bu

konudaki tartışmalar son zamanlarda yoğun biçimde yapılıyor. Bilimsel geçerlili-

ği ispatlanmış tekniklerin kullanılmasıyla sağlanan teknolojik ilerlemelerle, başta

sağlık olmak üzere kişisel yaşam kalitesinin artması ve insani ihtiyaçların giderilmesi için

yeni yöntemlerin uygulamaya alınması sağlanmıştır. Teknolojik ilerlemelerin sonucun-

da ortaya çıkan nanobilim ve nanoteknoloji kavramlarını da bu çerçevede değerlendir-

mekte yarar var.

1700’lü yılların son çeyreğinden itibaren ortaya

çıkan ve başlangıçta yoğun olarak tekstil sektörüne

uyarlanan, Endüstri Devrimi’nin sağladığı teknolo-

jik yeniliklerin günümüze kadar olan gelişimini beş

dönemde incelemek mümkündür. Şekil I’de görül-

düğü gibi her 50-60 yılda bir teknoloji evreleri de-

ğişmekte, günümüzde ise enformasyon devrimi ya-

şanmaktadır. Ayrıca, ekonomik olarak gelişmiş diye-

34 EKONOMİK FORUM l Temmuz 2012

DOSYA

NANOTEKNOLOJİ HIZLI GELİŞİYOR

Türkiye’de nanoteknoloji konusunda yapılan bilimsel faaliyetlerin

son üç yıldaki toplamı az olmakla birlikte, 2001 yılından itibaren ciddi

artışların olduğunu görüyoruz. Ancak yapılan çalışmaların patentleşmesinin

ise henüz istenen seviyelere ulaşmadığı anlaşılıyor.

nipüle ederek istenen yapının ortaya çıkarılması ilkesine dayanıyor. Tablo I’de ölçü birim-

leri ve metre karşılıkları görülüyor.

Genel olarak bakıldığında nanoteknoloji, nanoölçek boyutlarındaki yapılar ya da bi-

leşenlerin değiştirilen fiziksel, kimyasal ve biyolojik özellikleriyle oluşan yeni malzeme ve

sistemlerle ilgileniyor. Aslında nanobilim ve nanoteknolojinin ana hedefi; nanoölçekte

bileceğimiz ve Ar-Ge faaliyetlerinin yoğun yapıldığı,

teknolojik yeniliklerin ortaya çıkarıldığı ülkelerin, bu

evrelerden geçtiklerini söylemek yanlış olmaz. Buna

karşın ülkemizin hangi evrede olduğunu net olarak

söylemek biraz zor. Bu evrelerin tümünden kısmen

etkilenen Türkiye’nin Ar-Ge ve sanayi altyapısının,

bilgisayar evresine odaklanması sevindirici olmak-

la beraber, teknolojik gelişim aşamalarının kendine

has iş yapış biçimlerinin farkında olunmadan, evre

atlamaya çalışması ne kadar gerçekçi olur?

NANOTEKNOLOJİNİN YAYGINLAŞMA SÜRECİ

Nanoteknoloji, nano ve teknoloji kelimelerinin

birleşiminden oluşuyor. Nano kelimesi Yunanca-

da “cüce” anlamına geliyor. Nano boyuttaki bir öl-

çümü zihnimizde canlandırmak için bir nanomet-

renin, metrenin milyarda biri, başka bir deyişle in-

san saçı kalınlığının yüz binde biri olduğunu belir-

telim. Nanoyapılar yaklaşık olarak 100 ile 1000 ara-

sında atomdan oluşan sistemlere karşılık geliyor.

Teknoloji kelimesi ise Yunanca sistematik olarak

işlem yapma anlamına gelen technikos ile bilim an-

lamına gelen logia kelimelerinden türemiştir. Böyle-

ce nanoteknoloji atom boyutlarında sistematik ola-

rak işlem yapma bilimi olarak tanımlanıyor.

Nanoteknoloji, atom ve molekülleri tek tek ma-

Temmuz 2012 k EKONOMİK FORUM 35

1853

1800

Tekst

il

Dem

ir y

olu

Oto

motiv

Bilg

isay

ar

Nan

ote

knolo

ji

1853 1913 1969 2025

1771

Endüstri Devrimi Enformasyon Devrimi

Doğuş

Sona ermeYaygınlaşma

1825 1886 1939 1997

1913 1969 2025 2081

Şekil I: Teknoloji Gelişim Evreleri

Kaynak: Merrill Lynch, 2001

ÖLÇÜ BİRİMİ METRE KARŞILIĞI AÇIKLAMA

Santimetre (cm) 0.01 İnsan elindeki serçe parmağının tırnak genişliği

Milimetre (mm) 0.001 Pirenin boyu

Mikrometre (mm) 0.000001 Bakterilerin boyu

Nanometre (nm) 0.000000001 İnsan saç teli kalınlığının yüz binde biri

Tablo I: Ölçü karşılaştırmaları

Dr. Atilla YARDIMCI TOBB Bilgi Hizmetleri Daire Başkanı

malzemelerin kontrollü biçimde üretilmesiyle yaşam kalitesinin artırılması, kıt olan kay-

nakların daha verimli kullanılmasının sağlanmasına yönelik nanoölçekte üretim olarak

özetlenebilir.

Ünlü fizikçi Richard Feynmann tarafından 1959 yılında yapılan bir konuşma, nano dü-

zeyindeki düşüncelerin başlangıcı olarak kabul ediliyor. Nanoteknoloji kavramını ilk defa

dile getiren Amerika Birleşik Devletleri’nden K. Eric Drexler’dir. Nanoteknoloji üzerine yo-

ğunlaşan Drexler, MIT laboratuvarındaki çalışmaları sırasında, biyolojik sistemlerden esin-

lenerek, moleküler makineler yapılabileceğini önermiş ve “Yaratma fabrikaları: Nanotek-

noloji Devri” (1986) isimli kitabını yazmıştır. Daha sonra nanoteknoloji üzerine nanoölçek-

te ölçme ve inceleme yapabilen mikroskoplar ve karbon nanotoplarla nanotüplerin ge-

liştirilmesi, nanoteknolojinin yaygınlaşmasına yol açmıştır.

NANOTEKNOLOJİNİN KULLANIM ALANLARINanoölçek boyutlarında üretilen malzemelerin, daha hafif ve sağlam olması yanında

programlanabilir olmaları, üretimlerinde daha az malzeme ve enerjiye ihtiyaç duymaları

en önemli kazanımları olarak dikkat çekiyor. Özellikle nanoelektronik, bilgisayar, uzay ça-

lışmaları, tıp, çevre, biyoteknoloji, savunma alanlarında nanoölçek boyuttaki malzemeler

üretilmeye başlandı ve yoğun olarak kullanılabiliyor.

Nanoteknolojinin oldukça geniş bir kullanım alanı bulunuyor. Gelecek tahmin edici-

leri, bilgi teknolojilerindeki kapasitelerin artmasıyla

nanoteknoloji alanındaki yeniliklerin ve bunun so-

nucunda da nano boyutlardaki malzeme ve üre-

timlerin artacağına inanıyor. Oldukça farklı alanda

nanoteknolojinin kullanımı mümkün olmakla bera-

ber, bunlardan bazı örnekler şöyle:

MALZEME BİLİMİ: Hafif ve dayanıklı nanomalze-

meler kullanılarak imal edilecek olan araba, uçak ve

uzay araçları sayesinde, az enerji tüketimiyle daha

uzun yolculukların yapılması mümkün olacaktır. Bu-

nun yanında, halen doğada var olan birçok tekno-

lojinin hayata geçirilmesi sonucunda çevre kirliliği

ve atık üretimi azaltılacaktır. Örneğin, yaprağı hiç ıs-

lanmayan ve kirlenmeyen lotus çiçeğinin özelliğin-

den yararlanılarak kirlenmeyen, ıslanmayan kaşıklar,

çatallar, tabaklar, elbiseler üretilebilecektir.

BİLGİSAYAR TEKNOLOJİSİ: Kuantum işlemcilerin

geliştirilmesiyle oldukça yüksek işlem gücüne sahip

bilgisayarların üretilmesi mümkün olacak. Bunların

nanoölçekte olacağını da unutmamak gerekiyor.

HAVACILIK VE UZAY KONULARI: Bu alanda kullanı-

lan taşıtların, daha hafif ve dayanıklı malzemelerle

imal edilmesi sayesinde maliyetlerin düşürülmesi

36 EKONOMİK FORUM l Temmuz 2012

DOSYA

tın, yüzde 10 oranında tasarruf sağlandığı görüşmüştür. Nanoteknoloji kullanılarak üreti-

len iletim hatları sayesinde de elektrik enerjisinin daha uzak mesafelere kayıpsız aktarımı

ve depolanması sağlanabilecektir.

Nanoteknolojinin sağladığı tüm faydalar yanında bazı önlemlerin alınmasını da ge-

rektiriyor. Özellikle nano boyutlardaki üretimlerin ve sistemlerin güvenlikli ortamlarda

koruyucu önlemler alınması gerekiyor. Çok küçük boyutlarda olmaları nedeniyle doğa-

ya ve insana zarar verecek nano yapıların oluşmasının engellenmesi amacıyla denetim

ve koruyucu önlemler alınması gerekiyor. Amacı dışında kullanılan teknolojilerin insanlı-

ğa verdiği zararlar biliniyor. Bu nedenle nanoteknoloji kullanılarak yapılacak üretimler ve

sonucunda oluşabilecek atıkların çevreye yayılmaması için steril ortamların kullanılması

gerekiyor. Bunun yanında nanoteknoloji alanında yapılan bilimsel çalışmalar, geliştirilen

yeni ürünler ve sağladığı ekonomik büyüklükler dikkate alındığında gelecek dönemlerde

önemli bir rekabet ortamının oluşacağını söylemek mümkün. Bu nedenle Ar-Ge yatırım-

larına ciddi pay ayıran ülkeler nanoteknoloji konusuna özel bir önem veriyorlar.

DÜNYADA NANOTEKNOLOJİSon yıllarda nanoteknoloji konusunda yapılan bilimsel çalışmalar, alınan patentler,

faaliyet gösteren firmalar, yetişmiş iş gücü ve teknoloji transferiyle elde ettikleri pazar

payları dikkate alındığında ABD, Almanya, Güney Kore, Tayvan ve Japonya’nın diğer ülke-

lere göre daha önde yer aldığını görüyoruz. Ancak Çin’in, nanoteknoloji konusundaki ya-

tırımları artıyor ve bu alandaki patent sayılarında da artışların olduğu gözleniyor.

Dünya genelinde 2000 yılında 1,2 milyar dolar olan nanoteknoloji Ar-Ge harcama-

sı, 2008 yılında 15 milyar dolara yükselmiş, bunun yaklaşık 5 milyar doları ABD tarafından

gerçekleştirilmiştir. Yapılan öngörülere göre 2020 yılında nanoteknoloji temelli işlerde ça-

lışan sayısının 6 milyon, pazar büyüklüğünün ise 3 trilyon dolara yükseleceği tahmin edi-

liyor. 2010 yılında yapılan bir araştırmaya göre piyasada 1.317 farklı nano ürünün bulun-

duğu tespit edilmiştir. Bunların, yüzde 52’lik kısmının sağlık ve kişisel bakım ürünlerin-

den oluşması dikkat çekiyor.

Nanoteknoloji konusunda 2009-2011 yıllarını kapsayan bilimsel yayın ve patent sa-

yıları Tablo II’de görülüyor. Patent başına düşen yayın sayısına göre sıralanan tablo ince-

lendiğinde, teknoloji konusunda ileri konumda olan ve Ar-Ge’ye çok kaynak ayıran ülke-

lerin üst sıralarda yer alması şaşırtıcı olmuyor. Ancak yayın sayısı açısından ilk sırada olan

mümkün olacaktır. Bu sayede azaltılan ağırlığın ye-

rine yakıt konularak daha uzun mesafelere yolcu-

lukların yapılması sağlanacaktır.

TIP VE SAĞLIK: Nanoteknolojideki gelişmelerin

en hızlı görüleceği alanlar tıp ve sağlık konusunda-

ki uygulamalardır. Mikrocerrahi başta olmak üzere,

nano ölçekteki tıbbi aletler ve robotların üretilmesi

ile yeni teşhis ve tedavi teknikleri ortaya çıkacaktır.

Hastalığın etkilediği bölgelere yönelik yerel tedavi

yöntemleri sayesinde, ilaçların yan etkileri ortadan

kalkacak ve vücut tarafından hızlı kabul edilen suni

organların yerleştirilmesi mümkün olacaktır.

SAVUNMA: Askeri amaçlı kirlenmeyen ve yıpran-

mayan kumaşların kullanımı yaygınlaşacaktır. Nano-

kaplamalı camlar sayesinde kötü hava ve çevre ko-

şullarında bile kirlenmeyen ve su tutmayan gözlük-

ler kullanılacaktır. Bunun yanında vücutta buluna-

cak biyosensörlerle askerlerin sağlık durumları izle-

nebilecektir.

ENERJİ: Dizel yakıt katkısı olarak nano ölçek-

li parçacıklar kullanılarak, daha iyi yanma ve daha

az egzoz gazı emisyonlarının sağlanması mümkün

olacaktır. Yapılan denemelerde bu yapıdaki bir yakı-

Temmuz 2012 k EKONOMİK FORUM 37

DOSYA

Çin’in patent sayısına göre 9’uncu olması ve patent

başına düşen yayın sıralamasında da 18’inci sırada

olması üzerinde ayrıca düşünmekte yarar var. Çin’in

Ar-Ge’ye ayırdığı kaynak yüksek olmasına karşın,

kısa vadede ürüne dönüşecek araştırmalar üzerin-

de yoğunlaştığı anlaşılıyor. Bunun yanında teknolo-

jinin temelini oluşturan bilimsel faaliyetleri ise yo-

ğun olarak sürdürüyor. Çin’in sağlam bir bilimsel te-

mel oluşturma ve zamanı gelince bunun teknolo-

jiye aktarımı için Ar-Ge ve patent aşamalarının hız-

lı geçilmesi için hazırlık yaptığını söylemek sanırım

yanlış olmaz.

TÜRKİYE’DE NANOTEKNOLOJİ Tablo II Türkiye açısından incelendiğinde ise

biraz farklı bir durum ortaya çıkıyor. Türkiye, na-

noteknoloji konusunda yapılan yayın açısından

23’üncü, patent sayısı açısından 24’üncü, patent

başına düşen yayın sayısı açısından ise 23’üncü

sırada yer alıp istikrarlı bir tablo çiziyor. Bu durum

Ar-Ge ve teknoloji sözkonusu olduğunda maale-

sef sevindirici olmuyor. 2009-2011 yılları arasın-

da nanoteknoloji konusunda sadece 13 patent

alınması, teknoloji temelli ekonomik gelişme-

nin hedeflendiği çeşitli stratejilerle tezat oluştu-

ruyor. Örneğin 2004 yılında son hali verilen Viz-

yon 2023 Strateji Belgesi’nde yer alan nanotek-

noloji konusundaki öncelikli alt konular; Nano-

fotonik, Nanoelektronik, Nanomanyetizma, Na-

nomalzeme, Nanokarekterizasyon, Nanofabrikas-

yon, Nano ölçekte kuantum bilgi işleme, Nanobi-

yoteknoloji olarak sıralanmasına karşın geçen sü-

rede Türkiye’nin gerek patent, gerekse yayın sa-

yısında istenen seviyelerde olmadığı görülüyor.

Türkiye’de nanoteknoloji konusunda yapılan bi-

limsel faaliyetlerin son üç yıldaki toplamı az ol-

makla birlikte 2001 yılından itibaren ciddi artışla-

38 EKONOMİK FORUM l Temmuz 2012

DOSYA

Kaynak: http://www.statnano.com

ÜLKELERSIRALAMA

YAYIN SAYISI A PATENT SAYISI B PATENT SAYISI / YAYIN SAYISI CC A B

ABD 1 2 1 51.743 42.671 0,825

Japonya 2 3 2 19.289 9.651 0,500

Hollanda 3 19 10 3.625 1.110 0,306

Tayvan 4 9 5 8.390 2.276 0,271

İsviçre 5 17 11 3.869 923 0,239

Belçika 6 22 12 2.771 602 0,217

Güney Kore 7 5 3 16.285 3.180 0,195

Kanada 8 14 8 6.392 1.247 0,195

Almanya 9 4 4 18.747 2.940 0,157

Fransa 10 7 6 12.808 1.844 0,144

İsveç 11 21 15 2.949 396 0,134

İngiltere 12 8 7 9.767 1.281 0,131

Avustralya 13 15 13 5.352 499 0,093

Singapur 14 16 14 4.640 401 0,086

İtalya 15 11 16 8.194 355 0,043

İspanya 16 10 18 8.223 194 0,024

Hindistan 17 6 17 13.507 310 0,023

Çin 18 1 9 62.836 1.165 0,019

Brezilya 19 20 20 3.616 64 0,018

Malezya 20 25 22 1.584 25 0,016

Rusya 21 12 19 8.079 93 0,012

İran 22 13 21 6.437 44 0,007

TÜRKİYE 23 23 24 2.260 13 0,006

Polonya 24 18 23 3.664 14 0,004

Romanya 25 24 25 1.971 7 0,004

Tablo II: Nanoteknoloji konulu bilimsel yayın ve patent sayıları (2009-2011 toplam)

rın olduğunu da söylemek gerekiyor. 2001 yılında

sadece 76 olan yayın sayısı, 2011 yılında yaklaşık

12 kat artarak 905’e ulaşmış bulunuyor. Türkiye’de

nanoteknoloji konusunda yapılan bilimsel çalış-

maların artışında en önemli etken olarak bu ko-

nuda kurulan araştırma merkezlerinin sayısında-

ki artış söylenebilir. Ayrıca Türkiye’de ilk defa Tür-

kiye Odalar ve Borsalar Birliği Ekonomi ve Tekno-

loji Üniversitesi (TOBB ETÜ) bünyesinde 2011 yı-

lının sonunda Malzeme Bilimi ve Nanoteknoloji

Mühendisliği adı altında bir bölüm açıldı. Bu yıl ilk

defa öğrenci alımına başlayacak olan bölüm sa-

yesinde sanayide ihtiyaç duyulan malzeme bilimi

ve nanoteknoloji konusunda, temel eğitim almış

eleman sıkıntısının giderilerek bu konudaki Ar-Ge

faaliyetlerinin artması ve yeni ürünlerin tasarlan-

ması hedefleniyor.

Yaşanan tüm bu olumlu gelişmelere karşın,

Türkiye’de yapılan bilimsel faaliyetlerin teoride kal-

mayıp üretim süreçlerine yansıması için patentle

tescil edilmesi gerekliliği bir kez daha ortaya çıkıyor.

Bu nedenle patent başvurularının artırılması, üni-

versite sanayi işbirliğinin teknolojik gelişmeleri dik-

kate alarak tematik konular özelinde desteklenme-

si gerekiyor.

Kaynaklar1) The Next Small Thing, An Introduction to Nanotechnology, 2001, Merrill Lynch.

2) Nanobilim ve Nanoteknoloji, Ş. Erkoç, 2008, ODTÜ Yayınları.

3) Nanotechnology Research Directions for Sociental Needs in 2020, Roco M. C. vd., 2010, Springer.

4) Ulusal Bilim ve Teknoloji Politikaları, 2003-2023 Strateji Belgesi, TÜBİTAK.

5) Nanotechnology: The Future is Coming Sooner Than You Think, Saxton J., 2007, United States Congress Joint Economic Committee. 6) Uluslararası Rekabet Startejileri: Nanoteknoloji ve Türkiye, 2008, TÜSİAD.

7) Bilişim Çağında Nanoteknoloji Olgusu ve İletişim Süreçlerine Yansımaları, Denizci Ö. M., 2008, Marmara Üniv., Doktora Tezi.

Temmuz 2012 k EKONOMİK FORUM 39

DOSYA

◆ Anadolu Üniversitesi Seramik Araştırma Merkezi.

◆ Atatürk Üniversitesi Nanobilim Uygulama ve Araştırma Merkezi.

◆ Bilkent Ulusal Nanoteknoloji Merkezi.

◆ Çanakkale Onsekiz Mart Üniversitesi Nanobilim ve Teknoloji Araştırma

Merkezi.

◆ Erciyes Üniversitesi Nanoteknoloji Uygulama ve Araştırma Merkezi.

◆ Fatih Üniversitesi Biyo-Nanoteknoloji Araştırma Merkezi.

◆ Gazi Üniversitesi Nanotıp ve İleri Teknolojiler Araştırma Merkezi.

◆ Gebze İleri Teknoloji Enstitüsü Nanoteknoloji Araştırma Merkezi.

◆ Hacettepe Üniversitesi Nanotıp Bilim Merkezi.

◆ İstanbul Teknik Üniversitesi Nanobilim ve Nanoteknoloji İleri

Araştırmalar Enstitüsü.

◆ Koç Üniversitesi Yüzey Teknolojileri Araştırma Merkezi.

◆ Marmara Üniversitesi Nanoteknoloji ve Biyomalzemeler Araştırma

Merkezi.

◆ Mustafa Kemal Üniversitesi Teknoloji Araştırma Merkezi.

◆ Orta Doğu Teknik Üniversitesi Endüstriyel Mikro-Elektro-Mekanik

Sistemler Merkezi.

◆ Sabancı Üniversitesi Nanoteknoloji Araştırma ve Uygulama Merkezi.

◆ TUBİTAK MAM Malzeme Enstitüsü.

◆ Zirve Üniversitesi Nanoteknoloji Araştırma Merkezi.

Türkiye’de Nanoteknoloji konusundaki araştırma merkezleri

> >> > TOBB ETÜ Nanoteknoloji Mühendisliği Bölümü.