n@nobültenAylık Nanoteknoloji ve Nanotıp Bilim Dergisi - Sayı Ocak 2012 - www.nanott.hacettepe.edu.tr

15

2 OCAK 2012

OCAK

2012

n@nobülten 15

YayınlarArş. Gör. Gülsu Şener44

EditördenProf. Dr. Emir Baki Denkbaş4Akademik Takvim5

EtkinliklerArş. Gör. Ebru Erdal26

RöportajArş. Gör. Mehmet Doğan Aşık6

HaberlerArş. Gör. Betül Bozdoğan Pala38HaberlerArş. Gör. Göknur Kara41

Nano-TopluluklarArş. Gör. Tayfun Vural34

AKM ve SpektroskopiDr. Memed Duman12Nanoküre Litografi Sevda Yıldırım17Nano Ürünler Arş. Gör. Gamze Tan24

Yeni Nesil Atomik Kuvvet MikroskoplarıFikret Kuş31

HaberlerArş. Gör. Soner Çakmak36

3N@nobülten 15

HAKKIMIZDA

N@nobülten elektronik dergisinin tüm hakları Hacettepe Üniversitesi Nanoteknoloji ve Nanotıp Anabilim Dalı’na aittir.

2007 yılının Kasım ayında yayın hayatına başlayan dergide temel olarak nanobilim, nanoteknoloji ve nanotıp alanları ile ilgili akademik, sosyal ve endüstriyel alanlarında yaşanan gelişmeler siz değerli okurlarımız ile paylaşılmaya çalışılmaktadır.

n@nobülten ile ilgili öneri ve şikayetlerinizi denkbas@hacettepe.edu.tr adresine elektronik posta ile iletebilirsiniz.

Bu e-dergi Hacettepe Üniversitesi Nanoteknoloji ve Nanotıp Anabilim Dalı tarafından süresiz olarak yayımlanmaktadır. Ücretsizdir.

n@nobülten

EditörProf. Dr. Emir Baki Denkbaş

Yayın ve Tasarım SorumlusuArş. Gör. Tamer Çırak

YazarlarDr. Eylem Öztürk Güven Dr. Mesut Şam Tamer ÇırakCem Bayram

Ebru ErdalZeynep KarahaliloğluBetül Bozdoğan PalaSoner Çakmak

Ilgım GöktürkGülsu ŞenerTayfun VuralFerhat Kadir Pala

İletişimHacettepe Üniversitesi - Fen Bilimleri EnstitüsüNanoteknoloji ve Nanotıp Anabilim DalıBeytepe - 06800 - Ankara

297 NANO

4

EDİTÖ

RDEN Değerli Hacettepeliler ve Tüm Bilimseverler,

Yepyeni bir yıla henüz girdiğimiz şu günlerde Anabilim Dalımızın elektronik dergisi N@nobülten’in 15. sayısıyla sizlerle birlikte olmaktan büyük mutluluk duymaktayız. Bu vesileyle her zaman olduğu gibi nanoteknoloji ve nanotıp alanlarıyla ilgili birçok haber, gelişme ve bilgiyi de sizlerle paylaşmaktan gurur duyuyoruz.

Bültenimizin bu sayısında da her zaman olduğu gibi gerek Anabilim Dalımız ve gerekse ulusal-uluslararası boyutta nanoteknoloji ve nanotıp alanlarındaki gelişmeler, alanımızla ilgili bilimsel etkinlik duyuruları ve Üniversitemiz kaynaklı nanoteknoloji ve nanotıp alanlarındaki güncel yayınlar ile ilgili bilgiler yer almaktadır.

Bu sayımızda ayrıca nanoteknoloji ve nanotıp alanlarıyla medya ilişkilerinin incelendiği ve değerli prodüktör dostumuz Ümit İlhan ile gerçekleştirilen bir röportajı sizlerin ilgi ve beğinisine sunuyoruz.

Ve yine her zaman olduğu gibi bültenimizin sizlerin değerli katkı ve destekleriyle gelişerek daha ileriye, en iyiye doğru yol almaya devam etmesini umut ve temenni ediyoruz . . .

Saygılarımızla

Prof. Dr. Emir Baki DenkbaşHacettepe ÜniversitesiNanoteknoloji ve Nanotıp Anabilim Dalı Başkanı

OCAK 2012

5

AKADEMİK TAKVİMHACETTEPE ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜAKADEMİK TAKVİM2011-2012 BAHAR YARIYILI

N@nobülten 15

Yeni

Baş

vuru

lar

Doktora ve Yüksek Lisans Programlarına başvuruların kabul edilmesi02-16 Ocak 2012

Mülakatların yapılması25-26-27 Ocak 2012

Doktora ve Yüksek Lisans Programlarına kabul edilenlerin duyurulması03 Şubat 2012

Yeni öğrenci kayıtlarının yapılması06-07 Şubat 2012

Prog

ram

Ka

yıtl

arı

Ders programlarının yapılması, öğrenci katkı paylarının yatırılması08-09-10 Şubat 2012

Özel Öğrenci Başvuruları13-14-15 Şubat 2012

Ders ekleme-bırakma günleri29 Şubat - 02 Mart 2012

Der

sler

ve

Sına

vlar

Ders Dönemi13 Şubat - 20 Mayıs 2012

Bahar yarıyılı genel sınavları21 Mayıs - 03 Haziran 2012

Öğr

etim

Üye

leri

, D

anış

man

lar

ve

Yön

etim

2011-2012 Bahar yarıyıl sonunda tez/savunma sınavına girecek öğrencilerin jüri tekliflerinin Enstitüye gönderilmesinin son günü04 Haziran 2012

Bahar yarıyılı genel sınav sonuçlarının sisteme işlenmesinin son günü11 Haziran 2012

2011-2012 Bahar yarıyıl sonunda bitirilen tezlerin ve tez savunma tutanaklarının Enstitüye gönderilmesinin son günü29 Haziran 2012

E notlarının kesin sınav notlarına dönüştürülmesinin son günü10 Temmuz 2012

2012-2013 Güz yarıyılında özel konular dersini alacak öğrenciler için yüksek lisans tez önerilerinin Enstitüye gönderilmesinin son günü25 Eylül 2012

* Sadece bilgilendirme amaçlı olup, yazım hataları veya yeni düzenlemeler nedeniyle oluşabilecek olumsuzluklardan nanobulten dergisi ve yazarları sorumlu tutulamaz.

En güncel ve doğru bilgilendirme için lütfen ilgili enstitü sayfalarını inceleyiniz.

N@nobültenin 10. Sayısı röportaj konuğu Ümit İlhan Prodüksüyon şirketi sahibi ve kurucusu Ümit Hanım. Kendisi ile hazırlamayı planladığı nanoteknoloji konulu program hakkındaki röportajımızı keyifle okumanız dileğiyle...

Ümit Hanım, kendinizden ve mesleğinizden biraz bahsedebilir misiniz?

Öncelikle böylesi bir konuda şahsıma ve fikirlerime göstermiş olduğunuz öneme ve ilgiye teşekkür etmek istiyorum.

Kendimden ve mesleğimden bahsederken medya sektörüne adım atmazdan önce neler yaptığımdan bahsetsem sanırım daha yerinde ve tamamlayıcı olacaktır. Çünkü benim birbirinden farklı bilimsel disiplinlerle sentezlemiş olduğum akademik bir kariyer geçmişim var. 2002 yılında Ege Üniversitesi İngiliz Dili ve Edebiyatı bölümünde lisans eğitimimi tamamladıktan sonra Dokuz Eylül Üniversitesi’nde İnsan Kaynakları Yönetimi üzerine yüksek lisansımı yaptım. O dönemlerde, hayata hangi perspektiften bakacağıma yönelik arayışlarım hala devam ederken ve “Hayır, burası da değil henüz durmak istediğim yer” dediğim noktada yine aynı üniversitede Çalışma Ekonomisi ve Endüstri İlişkileri Programı’nda doktora yapmaya başladım ve halen de doktora araştırmalarıma Sosyal Politika alanında “Türkiye’de Çalışan Kadınların Yoksulluğu” konulu çalışmamı hazırlayarak devam etmekteyim.

Bu süreçte bilimsel araştırma yöntemlerinin ve bunun hayata bakış açımı disipline edişinin hoşuma gittiğini fark ettim. Araştırmak, okumak, sentezlemek, yazmak, derlemek, yorumlamakla uğraşırken “Bunlardan bir şeyler üretme zamanı geldi” dediğim anda ise yaklaşık 4 yıldır özel bir üniversitede öğretim görevlisi olarak akademik çalışmalarımı devam ettiriyordum.

Bir ön araştırma ve sektör analizi süreci sonrasında bu formasyonumu bir şey “üretmek” noktasında medya sektörüne taşımayı ve kendi çalışma anlayışımla yeni yapımlara imza atmayı hedefleyerek üniversiteden ayrılıp kendi prodüksiyon şirketimi kurdum.

Asıl amacım; ilgi alanlarım, dünyaya bakış ve algılama biçimimle en çok örtüşen, bu yüzden de diğer alanlara kıyasla daha başarılı olacağıma inandığım belgesel film hazırlığıydı. Çünkü belgesel film, gerçeğin yaratıcı bir şekilde yeniden yorumlanmasıdır.  Belgeselde gerçeğe bağlı kalırsınız, üstelik bu bir tercih değil etik bir sorumluluktur aynı zamanda. Ele aldığınız konuyu en iyi şekilde araştırmak, belgeselde kullanmayacak olsanız bile konuya ilişkin ulaşılabilecek her türlü veriyi toplamak, farklı bakış açılarına açık olmak zorundasınızdır. Bu ise tamamen benim yoğrulduğum bilimsel disiplinin temeliydi. Bunun yanı sıra yine altyapısını kendim oluşturduğum çeşitli televizyon programları, eğitici çizgi film ve kurumsal çözümler sunan doğru kurgulanmış tanıtım film yapımı üzerine de çalışmalarımı sürdürüyorum.

RÖPO

RTAJ

Arş. Gör. Mehmet Doğan AşıkNanoteknoloji ve Nanotıp - Doktora

6 OCAK 2012

Röportaj

7

RÖPORTAJ

Prodüksiyon şirketinizin, bir projesi de nanoteknoloji hakkında bir belgesel dizisi hazırlamak, projenizi biraz anlatabilir misiniz?

Evet, dediğiniz üzere şu aralar nanoteknoloji konulu bir TV programı önerisi hazırlıyorum. Ön hazırlık aşamasında yapmış olduğumuz görüşmeler sonucunda belgesel programı hazırlığı olarak yola çıkmış olduğumuz bu projeyi kesin olmamakla birlikte bir belgesel formatından ziyade yine belgesel tadında nanoteknoloji konulu bir TV programı olarak hazırlamamızın izlenebilirliği ve hedef kitleye ulaştırılması gibi bir takım faktörler nedeniyle daha uygun olacağı kanısına vardık.

Bu programda genel olarak Nanoteknolojinin tanımı, önemi ve devletimizin nanoteknoloji politikasını, bu alandaki eğitimleri ve eğitimin üretime transfer noktasında ülkemizdeki durumu, nanoteknoloji uygulama alanlarını ve ülkemizdeki kurum ve kuruluşların araştırma merkezlerindeki nanoteknoloji konulu çalışmaları, konuyla ilgili değerli bilim adamlarımızın araştırmalarını ve nanoteknoloji kullanarak üretim yapan kurum ve kuruluşların faaliyetlerini görsel bir estetikle buluşturmayı düşündük.

N@nobülten 15

Böylece geleceğin teknolojisinde Türkiye’nin rolünün ne olacağı, bugün yapılanların yeterliliği, gelecekte ne yapılması gerektiği, dünyada nelerin yapıldığı ve nasıl yapıldığı, üniversite-sanayi işbirliğinin bu teknolojinin gelişmesinde yapacağı katkının ne olacağı konularını gündeme taşımayı planlıyoruz.

Bu arada tam da yeri gelmişken bahsetmeden geçemeyeceğim bir konu daha var. Bu program fikrimin çıkış noktasında yaptığım araştırmalar esnasında beni değerli bilgileriyle aydınlatan, bu konunun altından kalkamayabilirim diye düşündüğüm noktada kendisine sormuş olduğum sorulara vermiş olduğu cevaplardaki umut ve heyecanla beni cesaretlendirmiş olan ve desteklerini hiçbir zaman esirgememiş olan hocam Sayın Emir Baki Denkbaş’a da tekrar teşekkür etmek istiyorum.

Programınızı hazırlarken, Türkiye’de Nanoteknoloji çalışmalarını yakından inceleme şansı buldunuz. Türkiye’nin konumunu nasıl değerlendiriyorsunuz?

Evet, gerçekten öyle oldu, çünkü böylesine önemli bir konu ancak konuyla ilgili kapsamlı çalışmalar yapan araştırma merkezlerimizin ve sanayi kuruluşlarının katılımı ve desteğiyle gerçekleşebilecekti. Bu nedenle kendileriyle yapmış olduğum bilgi paylaşımı esnasında dediğiniz gibi Türkiye’de nanoteknoloji çalışmalarını yakından inceleme şansı buldum.

Benim gözlemim, Dünyada gelişmekte olan nanoteknoloji politikalarına Türkiye’nin ayak uydurmak yönünde 2000’li yılların başından itibaren önemli adımlar atmaya başladığıdır. Bunların başında da 2023 yılı Türkiye vizyonu çerçevesinde, nanoteknolojiyi bu vizyona ulaşmada “gerekli ve öncelikli teknolojik faaliyet alanlarından biri” olarak tanımlayan Vizyon 2023 Strateji Belgesi gelmektedir. Bu belge ile her şeyden önce bir devlet politikası olarak Türkiye’nin bilim ve teknoloji yol haritası çizilerek bu konuda bir takım önemli strateji ve hedefler belirlenmiştir.

Belirlenen bu stratejik hedefler çerçevesinde üniversitelerle ortak çalışmalar yürüterek nanoteknoloji araştırmaları için merkezler kurulması ve laboratuarlar oluşturulması ile AR-GE’nin desteklendiği, lisansüstü programlarla eğitim ayağının desteklendiği, organize edilen ulusal ve uluslararası çapta konferanslarla bilincin uyanık tutulduğu, aynı şekilde sanayi kuruluşlarının da kullandıkları teknolojiyi geliştirmek için çeşitli sektörlerde ciddi ve profesyonel AR-GE faaliyetlerini ön plana çıkarmış bulunduğu gerçeğine dayanan olumlu bir tablonun varlığı ile karşılaştım.

RÖPO

RTAJ

8 OCAK 2012

9

Böylece nanoteknoloji alanında birçok çalışmanın yapılageldiği, özellikle AR-GE yoğunluklu çalışmalarla ülkemizde de ileri teknolojiye sahip ürünlerin üretilebildiği, akademik çalışmalarını nanoteknoloji  alanında sürdüren bilim adamlarının nitelik ve nicelik itibariyle hayli tatmin edici bir boyuta gelmiş olduğundan bahsedebilecek bir durumda bulunduğumuzu gözlemlemiş oldum.

Burada önemli olan gelecekte kilit bir öneme sahip olacak nanoteknoloji alanında, başlangıç sürecinde yetkinlik kazanarak, önümüzdeki zaman diliminde ise sürdürülebilirliği korumak olacaktır. Çünkü teknolojideki gelişmelerin tarihine baktığımızda, tarih sahnesine çıkan bazı teknolojilerin, neredeyse bütün ekonomik ve toplumsal faaliyet alanlarında devrimsel değişikliklere yol açtığını görüyoruz. Toplumsal refahlarını hızla yükseltebilen uluslar da bu teknolojileri geliştirerek ekonomik ve toplumsal faydaya dönüştürebilen uluslar olmuştur. Nanoteknolojinin de böylesine önemli bir teknoloji olduğuna inanıyorum.

RÖPORTAJ

N@nobülten 15

Türk medyasında bilim ve teknolojinin, özellikle nanoteknolojinin doğru ve yeterli şekilde yer aldığını düşünüyor musunuz?

Az önce söylediklerime şimdi kocaman bir “Fakat” ifadesiyle devam etmek istiyorum. “Fakat”, her ne kadar bu konu önemi itibariyle devlet politikası ile teşvik edilir hale gelmiş olsa da diğer tamamlayıcı unsurların maalesef bilimi destekleyecek kültürel düzeye gelmemiş olduğuna inanıyorum.

Çünkü bu haklı gururumuzu zaman zaman gazetelerde küçük birkaç haber dışında, yine televizyon ekranlarında en fazla 5 dakikalık kısa haberler dışında millet olarak tadamadığımız düşüncesindeyim. Medya açısından buna baktığımda medyanın da bu anlamda, konuya yeterince eğilmediği kanaatindeyim.

Oysa medyanın konuyla ilgili toplumda farkındalık hatta duyarlılık yaratarak toplumsal bilinci arttırması bu yönde olumlu teşviklerden olacaktır diye düşünüyorum. Bu nedenle aynı zamanda bilimin ve teknolojinin önemine hayli inanan bir akademisyen olarak buna katkıda bulunmak maksadıyla böylesi bir program hazırlamaya karar verdim.

Peki, dünya medyasında durum nasıl?

Dünya medyasında bu durum bizdekinin aksine daha yaygın ve popüler bir şekilde ele alınıyor. Hatta öyle ki, bizim korkup kaçtığımız bir takım bilimsel terimler, televizyonlarda çocuk programlarında şarkı sözleri ile empoze edilerek bilimle daha erken yaşta tanışmış bilinçli bir nesil hedefleniyor.

Kendiniz de bir akademisyen olarak, Türkiye'de nanoteknoloji alanındaki çalışmaların nasıl çeşitlendirilebileceği hakkında ne düşünüyorsunuz?

Bugün gelişmiş ülkelerde bilim ve teknoloji yatırımları artık sadece makro-ekonomiyi yönlendiren bir unsur olmaktan öte onun bir parçası haline gelmiştir. Bildiğiniz üzere Lizbon Zirvesi kararlarına göre de tüm Avrupa Birliği ülkeleri 2010’lu yıllardan itibaren AR-GE’ye GSMH’nın en azından yüzde 3’ünü harcamak zorundadır. Maalesef, bu rakam Türkiye’de bu yüzdelik oranın altındadır.

Her ne kadar son yıllarda bu konuda ivme kazanmış bir atılım olsa da bu atılımın temellendirilmesi ve sürdürülebilirliği şu noktada önem arz etmektedir. Gelişmiş ülkelerin tecrübeleri göstermektedir ki, yüksek teknolojinin sadece satın alınıp kullanılması yeterli değildir, bunun yanı sıra yeni teknolojilerin geliştirilmesi ve üretilebilmesi için temel bilimsel araştırmaların yapılması şarttır.

10 OCAK 2012

RÖPO

RTAJ

11

Son yıllarda AR-GE konularına, başta hükümet olmak üzere bütün kurumların öncelik vermesi çok sevindirici bir durum. Türkiye'de nanoteknoloji alanındaki çalışmaların nasıl çeşitlendirilebileceği ya da başka bir ifadeyle Nanoteknolojinin Türkiye’ye nasıl bir katma değer sağlayabileceği hususunda söyleyebileceklerim ise özetle Nanoteknoloji alanında gerekli altyapının kurulması, bu altyapı çerçevesinde geliştirilen projelerin sürdürülebilir olması için finansman kaynaklarının oluşturulması, araştırmaları yürütecek bilimsel yenilenmeye ve gelişmeye uyum sağlayabilecek bilim adamlarının yetiştirilmesi, siyasal alan, sanayi ve akademi arasında kurulacak etkin bir işbirliği mekanizmasının kurulması, toplumun tüm katmanlarında bilinçliliğin artırılması ve tüm bu sistemin etkin bir şekilde çalışmasını ve desteklenmesini sağlayacak gerekli kuruluş ve yasaların ortaya çıkarılmasıdır.  

Bu güzel röportaj için teşekkür ederken, size son bir soru yönelteceğim, toplumsal olarak, medya aracılığı ile bilimsel konular hakkında çeşitli fobiler oluşturan Türk toplumu sizce nanoteknolojiyle karşılaştığında nasıl bir tepki verecektir?

Az önce nanoteknoloji alanındaki çalışmaların nasıl çeşitlendirilebileceği hususundaki sorunuzu yanıtlarken kullanmış olduğum bir ifade var: “Toplumun tüm katmanlarında bilinçliliğin artırılması gerekliliği.” Bu ifademi tekrar ediyorum. Çünkü, toplumsal seviyede teknolojik gelişmelerin ve yeniliklerin nasıl algılandığı, bunların uygulanabilirliğini etkileyecek önemli bir faktördür. Bu nedenle, halk seviyesinde nanoteknoloji konusunda bilinçlenme gelişmeleri ve çalışmaları hızlandıracak ve istenilen seviyeye ulaşılmasını sağlayacak önemli bir itici güçtür.

Bunun medya araçlarıyla ifadesi noktasında biraz güçlük çektiğimiz çok doğru. Belki biraz daha popüler bir üslup kullanarak konunun izahını yapmak yolunu seçersek bu fobiyi yenebileceğimize inanıyorum.

Bu vesileyle, Dünyadaki bilimsel ve teknolojik gelişmelerin Türkiye’yi yol ayrımına getirdiği tarihsel bir dönemi yaşadığımız şu günlerde bir taraftan bilimsel çalışmalarını sürdürürken diğer taraftan lisansüstü eğitim programları ile bu alanda bilim adamları yetiştiren Hacettepe Üniversitesi Nanoteknoloji ve Nanotıp Anabilim Dalı’na da başarılar diliyorum.

RÖPORTAJ

N@nobülten 15

Günümüzde Atomik Kuvvet Mikroskobu (AFM-Atomic Force Microscopy) katı hal fiziğinden malzeme bilimine, kimyadan yaşam bilimlerine kadar çok geniş bir alanda sıklıkla kullanılmaktadır. AFM’nin temel çalışma prensibi, bir plak çalarınkine çok benzer. Aynı bir plak çalarda olduğu gibi, AFM’de de esnek manivelaya bağlı ince bir iğne ucu örnek yüzeyini tarar. Her ne kadar isminin içinde mikroskop kelimesi olsada, yüzeyin topografik görüntüsüne “bakılmak”tan çok “hissedilmesi” ile sonuç elde edilir. Keskin iğne ucu yüksek çözünürlük sağlarken, manivelanın yay sabitinin düşük olması iğne ucu ile yüzey arasındaki etkileşimlerden meydana gelen kuvvetlerin hassas kontrolüne izin verir. Bu kuvvetler tarama sırasında manivelanın eğilip bükülmesine sebep olur. Maniveladaki bükülme, manivelanın arka tarafının en uç noktasına fokuslanmış ve burdan hassas bir fotodedektöre yansıtılan lazer ile gözlenir. Fotodetektördeki lazerin hareketi elektrik sinyalinde değişikliğe sebep olur ve bu değişiklikte AFM iğne ucuna uygulanan kuvvetin sabit tutulması için geri bildirim (feedback loop) olarak kullanılır. Geri bildirim kapsamında, iğne ucunu yada örneği aşağı-yukarı hareket ettiren piezoelektrik tarayıcısına voltaj uygulanır. Piezonun bu dikey hareketleri, bilgisayarda bir program tarafından işlenerek, taranan yüzeyin topografik haritası üretilir (Şekil 1a).

Görüntülenecek örneğe ve deneysel gereksimlere göre statik (Temaslı-Contact) ve dinamik (Temassız-Dynamic) olmak üzere iki farklı modda AFM taraması yapılabilinir.

Statik Mod AFM

Temaslı modda, iğne ucu sürekli olarak örnek yüzeyi ile temas halinde tutulur (Şekil 1b). Yüzeyin topografyasındaki değişikliklerden dolayı, tarama sırasında uc ile yüzey arasında oluşan kuvvetler farklılık gösterir bu da manivelanın bükülmesine sebep olur. Bükülmeden oluşan bu sinyal, geri bildirim tarafından sabit tuttulur ve böylece tarama boyunca örnek üzerine uygulanan kuvvet sabit tutulur. Temasslı mod ile yapılan AFM görüntülenmesinde dikey çözünürlüğün 0.1 nm’den düşük, yatay çözünürlüğün ise yaklaşık 0.2 nm olarak elde edildiği literatürde belirtilmiştir (Bhushan and Marti 2010). Fakat temaslı AFM modu yüzeye zayıf tutunmuş hücreleri yüzeyden süpürebileceği gibi bu tür biyolojik örneklere tarama sırasında uyguladığı sürekli kuvvet yüzünden zararda verebilir. İşte bu sebepten dolayı, hemen hemen tüm biyolojik örnekler dinamik yada tıklamalı (tapping) AFM modu denilen daha hassas bir mod ile görüntülenirler.

AKM

Dr. Memed DumanNanoteknoloji ve Nanotıp

12 OCAK 2012

Atomik Kuvvet Mikroskobu ve Spektroskobisi

13

AKM

Şekil 1. (a) AFM’nin temel çalışma prensibi, (b) Statik (temaslı) mod, (c) Dinamik (tıklamalı) mod

Dinamik (Tıklamalı) Mod AFM

Tıklamalı AFM moddunda, AFM iğnesi bir piezo düzeneği yardımı ile kendi rezonans frekansında salınım yapar. Yüzey taraması sırasında, salınımın aşağı hareketinin en uç noktasında örnek yüzeyine kesikli bir şekilde temas eder (Şekil 1c). Bu temas sonucunda iğnenin salınım büyüklüğünde bir azalma olur. Örnek yüzeyine sabit bir kuvvet uygulamak için, temas sırasında meydana gelen bu salınım büyüklüğündeki azalma geribildirimde düzeneğinde sabit tutulur. İğne ucu sadece manivelanın aşağıya doğru hareketinin en uç noktasında yüzeyle temas ettiği için, örnek üzerine uygulanan yansal kuvvetler en aza indirilerek, hassas örneklere çok daha az zarar verilir. Tıklamalı AFM modu ile biyolojik örneklerde bile yüksek çözünürlükte görüntü almak mümkün olmuştur. Şekil 2’de görüldüğü gibi, hücre iskeletini oluşturan aktin filamentler ve hücre zarının hemen altında yer alan çeşitli endosomal yapılar (20 nm çapında) sıvı ortamda yüksek çözünürlükte görüntülenmiştir (Duman et al. 2010).

N@nobülten 15

Şekil 2. Tıklamalı AFM modu ile görüntülenmiş canlı endotel hücreleri.

Atomik Kuvvet Spektroskopisi

AFM adından da anlaşılacağı üzerine, moleküller içinde ve arasındaki etkileşimleri bir kaç nano Newton büyüklüğüne kadar ölçebilen en küçük kuvvet sensörüdür. Fakat konvensiyonel olarak kullanılan AFM görüntüleme modlarından farklı olarak, kuvvet spektroskopisi geliştirilmiş bir sensör tasarımına ihtiyaç duyar. Burada, tek bir biyolojik ligand molekülü, yüzeye bağlı reseptörler ile etkileşiminin incelenmesi için, esnek bir birleştirici ile AFM iğnesinin en uç noktasına bağlanır. Bağlanacak olan molekülün türü ve AFM iğnesinin yüzey malzemesine göre farklı bağlama stratejileri izlenebilir (Ebner et al. 2008).

14 OCAK 2012

AKM

15

Ligand modifiyeli AFM iğnesi ile yüzeyde bulunan ilgili reseptör molekülleri arasındaki etkileşimler kuvvet-mesafe döngüsü (force-distance cycle) ile izlenir (Şekil 3). Bu döngü esnasında iğne sabit bir hızla bulunduğu yerde aşağı (trace) ve yukarı (retrace) doğru hareket eder. İğne örnek yüzeyine yaklaşırken (Şekil 3, trace 1-3. noktalar), ne iğne de de ucuna bağlı ligand molekülü örnek yüzeyi ile etkileşime girer.

Bu yüzden manivelada herhagi bir bükülme meydana gelmez ve bükülme sıfır olarak adlandırılır (Şekil 3, trace 1. nokta). İğne, yüzey ile temas ettiği zaman ise (Şekil 3, trace 2. nokta), yüzeyden uygulanan ve iğnenin aşağıya hareketi ile doğrusal bir şekilde artan itici kuvvet ile uyumlu bir şekilde manivela yukarı doğru bükülerek kuvvetin negatif kısımda yer almasına sebep olur (Şekil 3, trace 3. nokta). İğnenin yüzeyden uzaklaşma döngüsü başladığı zaman (Şekil 3, retrace 4 ve 5. noktalar), manivelanın bükülmesi eski konumuna gelir ve itici kuvvet sıfıra düşer. İğne yüzeyden uzaklaştıkça, iğnede bulunan ligand ile yüzeyde bulunan reseptör molekülü iğne üzerinde yavaş yavaş artan baskıcı bir kuvvet oluşur bu da manivelayı aşağıya doğru büker (Şekil 3, retrace 4. nokta). Uzaklaşma döngüsünün 4. noktasında görülen parabolik (doğrusal olmayan) eğri, ligand molekülün bağlı olduğu esnek birleştirici polimerin uzaması sonucu meydana gelir. Manivelanın aşağıya doğru bükülmesi, ligand-reseptör kompleksinin belli bir kuvvette birbirinden ayrılmasına kadar sürer. İşte bu kritik kuvvete “kopma kuvveti, Fu” adı verilir ve Hooke kanuna göre; Fu=kΔx, maniveladaki bükülme (Δx) ile orantılıdır. Burada k, manivelanın yay sabitidir. Kompleksin birbirinden ayrılmasından sonra, maniveladaki bükülme sonlanır ve eski sıfır pozisyonuna geri döner (Şekil 3, retrace 5. nokta).

Şekil 3. Kuvvet-mesafe döngüsü.

N@nobülten 15

AKM

İğnedeki ligand ile yüzeyde bulunan reseptör arasındaki bağlanmanın özgünlüğü, bloklama deneyi ile belirlenir. Bloklama deneyi, serbest ligandların solüsyona verilerek yüzey reseptörlerini bloklaması, yada serbest reseptörlerin solüsyona eklenmesi ile iğne üzerindeki ligand molekülünün bloklanması şeklinde uygulanabilir. Bloklama sonrasında, özgül bir bağlanma olmayacağı için, kuvvet-mesafe döngüsündeki yaklaşma ve uzaklaşma eğrileri birbirlerinin aynısı olur (Şekil 3, gömülü grafik).

Sonuç olarak, atomik kuvvet mikroskobu, biyolojik moleküllerin yapılarını bozmadan kendi sıvı ortamlarında yüksek çözürlükte görüntüler alırken kuvvet spektroskobisi özelliği ile tek molekül boyutunda tanımlama ve bu moleküllerin birbirleri ile etkileşimlerini incelenmesine olanak sağlamakta ve farklı biyolojik sistemlerde başarı ile uygulanmaktadır (Rankl et al. 2008; Bozna et al. 2011).

Referanslar:

Bhushan B, Marti O. Scanning probe microscopy-principle of operation, instrumentation, and probes. In: Bhushan B, editor. Handbook of nanotechnology. 3rd ed. Heidelberg: Springer; 2010. p. 573–617.

Duman M, Pfleger M, Zhu R, Rankl C, Chtcheglova, LA Neundlinger, I Bozna, BL Mayer, B Salio, M Shepherd, D Polzella, P Moertelmaier, M Kada, G Ebner, A Dieudonne, M Schutz, GJ Cerundolo, V Kienberger, F Hinterdorfer, P. Improved localization of cellular membrane receptors using combined fluorescence microscopy and simultaneous topography and recognition imaging. Nanotechnology 2010; 21, 115504.

Rankl C, Kienberger F, Wildling L, Wruss J, Gruber JH, Blass D, Hinterdorfer P. Multiple receptors involved in human rhino-virus attachment to live cells. Proc Natl Acad Sci USA. 2008;105:17778–83.

Ebner A, Wildling L, Zhu R, Rankl C, Haselgrubler T, Hinterdorfer P, Gruber HJ. Functionalization of probe tips and supports for single-molecule recognition force microscopy. Top Curr Chem. 2008;285:29–76.

Kısa Özgeçmiş

Yüksek lisans ve doktora eğitimini Hacettepe Üniverisitesi, Kimya Mühendisliği Bülümü, Biyomühendislik Anabilim Dalı'nda tamamlayan   Dr. Mehmed Duman, University  of  Florida,  College  of  Dentistry,  Department  of Periodontology ve Johannes Kepler University of Linz, Institute for Biophysics'te doktora sonrası araştırmalar yapmıştır.

İlgi alanları; protein-inorganik etkileşimler ve bağlanma kinetiklerinin analizi, 2-, 3-boyutlu moleküler kalıpların (DNA-protein vb.) hazırlanması, farklı boyutlarda ve özelliklerdeki nanopartiküllerin sentezi ve karakterizasyonu gibi konular üzerinedir. Şuan H.Ü. Nanoteknoloji ve Nanotıp Anabilim Dalı'nda görev almaktadır.

16 OCAK 2012

AKM

17

LİTOGRAFİSevda YıldırımNanoteknoloji ve Nanotıp

Tunç çağından günümüze kadar uzanan litografi tekniğinden yola çıkarak geliştirilen nanolitografi teknikleri sayesinde;yüksek yoğunlukla optik ve manyetik depolama ortamları,organik ışık yayan diyotlar,polimer fotovoltaik hücreler,alan etkili transistörlervb. üretilmiştir.

Litografi,taş baskı anlamına gelir. Kireç taşı üzerine yağlı mürekkeple çizilmiş şekil ve yazıların basım sanatıdır. Taşbaskıya el litografyası da denir. Taşbaskı tekniğinin esası, yağın suyu itmesi özelliğine dayanır.

Kireçtaşı, kalsiyum karbonat olup gözeneklidir. Baskı kalıbı olarak kullanılacak kireç taşı 6-8 cm kalınlığında levha şeklinde hazırlanır. Yüzeyi pürüzsüz hale gelinceye kadar tesviye edilir. Bu düzgün yüzeye yazı veya resim özel bir mürekkeple nakşedilir. Mürekkebin özelliği yağlı olmasıdır. Baskı kalıbı daha sonra su içine sokulup çıkarılır. Kireçtaşı gözenekli olduğu için yazılar ve resim çizgileri haricindeki sathın tamamındaki gözenekler suyla dolar. Baskı taşına bu durumda baskı mürekkebi sürülür. Mürekkep, yazıların bulunduğu susuz yüzeylerden gözeneklere emilirken boş kısımlardaki sulu yüzeylerden itilir. Baskı kalıbı bir kağıta bastırılmak suretiyle istenilen baskı elde edilir. Gözeneklere emilen mürekkep bitinceye kadar baskı yapılabilir.

20. yüzyılın başlarında yavaş yavaş taş baskıcılık yerini bugünkü modern teknik baskıcılığa terk etmiştir.Bu teknikten yola çıkılarak geliştirilen, nanofabrikasyontekniklerinden biri olan nanolitografi yöntemlerinin temelinde ise,en basit anlamıyla molekül ve atom düzeyindekimalzemelerin bir yere biriktirilmesi veya oradan uzaklaştırılması düşüncesi yer alır.

Geliştirilen birçok nanolitografi yöntemi vardır.Bunlardan bazılarına kısaca değinecek olursak;

X-ışını litografisi (x-ray litography) :Çözünürlük limitini aşabilmek için,yüksek enerjili X ışınları kullanılır.Çok basit bir yöntem olmasına rağmen, teknolojik uygulamalarda pek kullanılmamıştır.Problem ise maskedir.Maskeler zar şeklinde yapılmaktadır. Altta hafif silikon atomları, üstte yüksek derecede X ışını emebilen altın ya da tantalum nitrat vardır. Maskelerin desenlemesi elektron demeti veya kuru aşındırma ile yapılmaktadır.

NANOKÜRE LİTOGRAFİ

N@nobülten 15

Yüklü Tanecik Litografisi (Charged Particle Lithograph) :İyon ya da elektron gösterimi litografisi,kopyalamada çok yüksek kalitede sonuçlar elde edilmesini sağlarlar.

Aşırı Derecede Ultraviyole/Morötesi (Extreme Ultraviolet Lithography ) :Bu litografya tipi, optik litografyanın 10-14 nmdalga boylarındaki ışınlarla yapılmasıdır. Bu litografya,vakumda yapılmak zorundadır. Bu dalga boyunda ışın kullanılması sayesinde yüksek çözünürlükte desenler elde edilir.

Nano-damgalama Litografisi(NanoimprintLithography) :Nano-desen yinelenme teknolojisini vaat eden bir yöntemdir. Yani aynıdesenin kopyasını defalarca tekrarlayabileceğiniz bir seri üretim tekniğidir.

Direkt Elektron Işınları (Electron-Beam Direct ) :Kopyaları yaratmak için elektron ışınlarının kullanılması kavramıdır.

Maskesiz nano-litografi :Başka bir yöntemdir ancak uygulaması zor bir tekniktir; çünkü ışığa şekil vermek için bir maske yerine mikro aynacıklar kullanılır.Şuan için bu teknolojinin uygulanması pahalı olsa da teknolojinin gelişmesi ve seri üretime geçildiğinde kazanç kesinlikle harcanan paradan yüksek olacaktır.

Tablodan da anlaşılacağı üzere, geliştirilen litografi tekniklerinin temelinde aynı yöntem olsa da, gerek kullanılan gerekse elde edilen ürünler,harcanan para ve zaman hepsinde farklı olmaktadır.

Tablo 1. En popüler litografik yaklaşımların özeti(Witold Kandulski, Shadow Nanosphere Lithography (Ph.D. Thesis), University of Bonn (2007)

18 OCAK 2012

LİTOG

RAFİ

19

Standart litografi tekniklerini kullanarak,periyodik yapıların hızlı ve istenilen çözünürlükteelde edilmesi zordur.Elektron demeti litografisi ile (EBL) 1-2 nm gibi küçük boyutlu yüksek çözünürlüklü ama paralel olmayan yapılar elde ederiz.X-ışını litografisi (XRL) ile daha büyük hacimli üretim yapmak mümkündür ama çözünürlüğü EBL kadar iyi değildir.

Nanoküre litografi (NSL) geleneksel nanofabrikasyon teknikleri kullanılarak üretilmesi zor olan nano yapılı sistemlerin, düşükmaliyetteve zamandan tasarruf ederek üretilmesini sağlayan bir litografi tekniğidir.

1981 yılında Fischer veZingsheim tarafından ‘Natural lithography’ olarak ortaya atılan bu teknik daha sonra Van Duyne ve Hulteen tarafından ‘Nanospherelithography’olarak yaygınlaştırılmıştır.

Şekil 1.Tek tabakalı PS Nanoküreler ( SEM görüntüsü)

Tekniğin temelinde nanokürelerin HCP ( sıkı paketli altıgen) yapıda olması vardır.Sub-micronpolistrennanoküreler kullanılır.Bu yöntemle kolloidal,nanohole,nanodot ve nanopillar güneş hücreleri elde edilebilir.

Nanoküre Litografi (NSL) İşleminin Genel Basamakları:

İlk olarak maske oluşturmak için substrat üzerine tek tabaka halinde nanoküreler yerleştirilir.Bu şekilde periyodik olarak düzenlenen nanokürelere2 boyutlu kolloidal kristal denir.Daha sonra metal kaplama ve aşındırma ile nanoküreler ortadan kaldırılır.Yüzeyde 2 boyutlu altıgen bir desen kalır buna ‘Fischerpattern’ denir.

N@nobülten 15

LİTOGRAFİ

Biraz daha detaylı bir şekilde işlem basamaklarını incelemek gerekirse;

1.Adım:Substrat HazırlamaNSL işlemi için ilk olarak substratın hazırlanması gerekir.Substrat malzemesi olarak Si ,Cu ve mica kullanılır. Substrat 10 x 10 mm veya 9 x 9 mm parçalara bölünür. Her bir parça substrat 3 dakika ultrasonik ile temizlenir sonra 2-propanol ile durulanır.Daha sonra 80 °C de standart temizleme solüsyonu içinde 30-60 dakika arası bekletilir.Son olarak argon içinde kurutulur.

2.Adım:NSL Maske HazırlamaNSL maskeleri, 3600 rpm de dönen spincoater üzerindeki substrat üzerine 247 ±7 nm boyutundaki polistrennanokürelerinspin kaplama ile yerleştirilmesiyle oluşur.Substratın boyutları 0.25-1 cm² aralığında ve tüm yüzey nanokürelerle kaplanmış olacak şekilde seçilir.

Spin kaplama işleminden önce, nanoküreler üretici firmadan su içinde bir süspansiyon olarak alınır.Daha sonra sürfaktan çözeltisi içinde seyreltilir.Sürfaktansubstratı ıslatmak için kullanılır.Spin kaplama solüsyonu içindeki nanokürekonsantrasyonunu artırarak çift katmanlı maskeler elde edilir.

Şekil 2.SL ve DL maskeleri ve PPA yüzeyleri

A) SL maskesi, B) SL PPA (periyodik partikül diziler), C) SL PPA AFM görüntüsü(sabit yükseklikte) M=Ag,S=mica, D) DL maskesi, E) DL PPA, F) DL PPA AFM görüntüsü(sabit

yükseklikte) M=Ag,S=mica

20 OCAK 2012

LİTOG

RAFİ

21

3.Adım:Reaktif İyon AşındırmaAşındırma işlemi için argon,karbon tetraflorid, sülfür heksaflorid ve oksijen gazları kullanılır. PS küreler 60-100 mTorr basınç altında 30-150 W gücünde plazma kullanılarak aşındırılır.Silikonu aşındırmak için ‘Bosch’aşındırma tekniği kullanılır.Bu teknik 2 aşamadan oluşur : aşındırma ve pasifleştirme. Pasifleştirme aşamasında desenin yan duvarları ince bir polimer tabakası ile kaplanır. Bu yolla çok derin yapıları aşındırmak mümkündür.

Şekil 3. 2 farklı yolla reaktif iyon aşındırma:A) Maske ve substrat B) Oksijen plazma ile PS aşındırma C) Sülfür heksaflorid ile aşındırma

4.Adım:Metal BirikimiBuharlaştırma işlemleri elektron demeti buharlaştırıcısı kullanarak yapılır.Buharlaştırıcılar yüksek verimlidir.Örnek ile buharlaştırma arası mesafe yaklaşık 33 cm’dir.Taban basıncı 4,5mTorr’dan daha düşüktür.Rotasyon motoru 18 rpm de çalışır.Buharlaşmış malzeme kalınlığı otomatik olarak mikro kuartz kristal tarafından kontrol edilir.

Şekil 4. Elektron Demeti Buharlaştırıcısı

N@nobülten 15

LİTOGRAFİ

5.Adım: Nanoküreleri Yüzeyden KaldırmaDesen substrata aktarıldıktan sonra PS maskesi kaldırılır.Bu 2 farklı yolla yapılabilir:Kimyasal yolla: Sonikasyon yardımıyla PS nanoküreler metilen klorür içinde çözülerek substrat üzerinden çıkartılır.

Mekanik yolla: Bunun için yapışkan bant kullanılır. Yapışkan bantla PS küreler adsorpsiyonlanır ve yüzeyden soyulur. Desenlendirme yöntemine ve türüne bağlı olarak 30 dakika ile 1 saat arası sürer.

6.Adım: KarakterizasyonKarakterizasyon için; atomik kuvvet mikroskobu ve taramalı elektron mikroskobu kullanılabilir.

AFM: Örnekler rezonans frekansları f1=150 khz f2= 300 khz, yay sabitleri k1=5 N/m, f2=40 N/m olan silikon uçlar ile tappingmodda (dokunma modu) taranır.

SEM: Örnekleri görüntülemek için kullanılır. Görüntüler,iletken olmayan yüzeyler için 2-6 kV geriliminde, iletken yüzeyler için 3-25 kV geriliminde lens dedektörleri kullanılarak elde edilir.

Şekil 5. Nanoküre litografi tekniği şematik gösterimiA) Substrat üzerinde maske elde edilir. B) Reaktif iyon aşındırma yapılır. C) Metal biriktirme yapılır. D) Küreler yüzeyden uzaklaştırılır. E) Kısa süreli silikon aşındırma yapılır.(yanal aşınma önemsiz)F) Uzun süreli silikon aşındırma yapılır.( yanal yüzeylerinde aşınması için beklenir)G) Metal maske kaldırılır.

22 OCAK 2012

LİTOG

RAFİ

23

Şekil 6. Fotorezist nanopillars ( SEM) Şekil 7. Silika mikro kürelerden oluşmuş HCP yapısı (SEM)

N@nobülten 15

LİTOGRAFİ

KAYNAKÇA• J. C. Hulteen, D. A. Treichel, M. T. Smith, M. L. Duval, T. R. Jensen, and R.P. Van Duyne.

Nanospherelithography: Size-tunablesilvernanoparticleandsurfaceclusterarrays. Journal of PhysicalChemistry (1999)

• C. L. Cheung, R. J. Nikolic, C. E. Reinhardt, and T. F. Wang. Fabrication of nanopillarsbynanospherelithography. Nanotechnology (2006)

• J. C. Hulteenand R. P. Vanduyne, “Nanospherelithography - a materials general fabricationprocessforperiodicparticlearraysurfaces,” J. Vac. Sci. Technol (1995).

• DerecCiafre, LingyunMiao, andKeita Oka, NanosphereLithography, University of Rochester• Chi-ChihHo, Po-YuanChen, Keng-HuiLin,Wen-TauJuanandWei-Li Lee, Fabrication of

Monolayer ofPolymer/NanospheresHybrid at a Water-AirInterface, AmericanChemicalSociety(2011)

• WeiWu,DibyenduDey,Omer G. Memis, AlexKatsnelson, HoomanMohseni, Fabrication of LargeAreaPeriodicNanostructures Using NanospherePhotolithography, Nano Express (2008)

• WitoldKandulski, ShadowNanosphereLithography (Ph.D. Thesis), University of Bonn (2007)• http://chemgroups.northwestern.edu/vanduyne/nsl_faq.htm

!

!

Şekil 8. Tek tabakalı lateks küreler mica üzerinde

Şekil 9. Periyodik nanodot yüzey

Şu anda piyasa bulunan nanoteknoloji tabanlı tüketici ürünlerinin envanteri

Nanoteknoloji, gelecek çeyrek asırda insanoğlunun yüz yüze kalacağı birçok ciddi problemin üstesinden gelmek için bir potansiyel sunmaktadır. İklim değişikliği, çevre kirliliğinin kontrolü ve önlenmesi, azalmakta olan enerji rezervlerine erişim, kanser hastalıklarının tanı ve tedavisi gibi insanlık ve dünya için önemli sorunlar başta olmak üzere birçok konuda yeni ufuklar açmaktadır.

Son on yıl içinde nanoteknolojilere yaklaşık 50 milyar $’lık yatırım yapılmıştır. US National Science Foundation’a göre nanoteknoloji pazar payının 2010-2015 yılına kadar 1.1 trilyon $’ ı bulacağı tahmin edilmektedir. Bu arada insan sağlığını, çevreyi ve teknolojiyi olumlu etkileyeceği düşünülen nanoteknolojiler ticari açıdan meyvelerini vermeye başladı bile.

20 yılı aşkın bir süredir devam eden temel ve uygulamalı araştırmalar neticesine göre nanoteknoloji artık ticari bir kullanım kazanmıştır. Günümüzde elektronikten kozmetiğe, dekorasyondan otomotive, gıdadan tekstile hemen hemen tüm alanlarda nano-ölçekli malzeme içeren ürünlere rastlamak mümkündür. Fakat piyasada kaç tane nano tüketim ürünü olduğunu öğrenmek ve hangi eşyaların nano olarak isimlendirileceğine karar vermek bir hayli zordur. Nisan 2005’te Woodrow Wilson International Center for Scholars ve Pew Charitable Trusts ortaklığıyla yürütülmeye başlanan “Gelişen Nanoteknolojiler Projesi” kapsamında nanoteknoloji temelli ticari ürünlerin kamuya açık çevrimiçi envanteri (Ürün adı, üretici firma, üretim yeri, ürün kategorisi, ürün resmi, ürün tanıtım bilgisi) tutulmaktadır. Buna göre, Mart 2010 itibariyle piyasada ticari olarak satılan 1317 farklı nanoürün bulunmaktadır (Tablo-1).

NANO

ÜRÜ

NLER

Arş. Gör. Gamze Tan Biyoloji - Doktora

24 OCAK 2012

NANO ÜRÜNLER

25

NANO ÜRÜNLER2006 yılı ile karşılaştırıldığında nanoteknoloji esaslı ürün sayısı 5 yılda 25 kat (54’ ten 1317’e) artmıştır. Nanoürünlerin % 52’lik (738) kısmı, sağlık ve kişisel bakım ürünleridir. Bu kategoride 267 kişisel bakım, 182 giyim, 143 kozmetik, 119 spor eşyası, 33 güneş koruyucu ve 43 filtrasyon ürünü var.

Envanter 30 farklı ülkede üretilen ürünleri kapsamaktadır. Tablo 3’de üretim yerlerine göre ürün sayıları gösterilmektedir. ABD toplam 587 ürünle ilk sırada yer alırken, onu 367 ürünle Avrupa (İngiltere, Fransa, Almanya, Finlandiya, İsviçre, İtalya, İsveç, Danimarka ve Hollanda) ve 261 ürünle Uzak Doğu (Çin, Tayvan, Kore, Japonya) izlemektedir. Diğer ülkelerde (Avusturya, Kanada, Meksika, İsrail, Yeni Zelanda, Malezya, Tayland, Singapur, Filipinler) ise 73 nanoürünle bu pazarda yer almaktadır. Nanoürün yapımında kullanılan ana mazlemeler arasında en çok kullanılan gümüş nanopartiküllerdir. Bunun başlıca sebebi gümüş iyonlarının doğal antimikrobiyal ve antifungal özellik göstermesidir. Gümüş kullanılarak üretilen başlıca nanoürünler; bandaj, giyim ürünleri, buzdolabı ve çamaşır makinesi gibi beyaz eşya ürünleri, kesme tahtası ve yiyecek saklama kaplarıdır.

Sonraki sayılarda nanoürün kategorileri ve bu kategorilerde yer alan ürünlerden detaylı olarak bahsedilecektir.

Şekil 1. Gümüş içeren nanoürünler.

Kaynaklar:World Gold Council & Cientifica, 2010, 'Gold for Good: Gold and nanotechnology in the age of innovation'Andrew Maynard, Evan Michelson,”The Nanotechnology Consumer Products Inventory”, The Project on Emerging Nanotechnologies, The Woodrow Wilson International Center for Scholars, 2006The Project on Emerging Nanotechnologies, http://www.nanotechproject.org/

N@nobülten 15

ETKİN

LİKLE

R

Etkinliğin İsmi:NANOTR 8Tarih: 25-29 Haziran 2012 Yer: Hacettepe Üniversitesi,AnkaraWeb Sitesi: http://www.nanotr8.com

Ülkemizin nanobilim ve nanoteknoloji konusunda en önemli bilimsel etkinliği olan NanoTR kongrelerinin sekizincisi 25- 29 Haziran 2012 tarihleri arasında Hacettepe Üniversitesi'nin ev sahipliğinde Ankara'da düzenlenecektir. VIII. Türkiye Nanobilim ve Nanoteknoloji Kongresi’ne; ulusal ve uluslararası düzeyde katılacak olan alanında uzman öğretim üyeleri, firma temsilcileri, asistan ve öğrenciler ile yaklaşık 1000 kişinin katılması beklenmektedir.

26 OCAK 2012

TEMALAR

•Nanomalzemeler; Nanoparçacıklar, nanokristaller, nano gözenekli malzemeler, Moleküler ve Supramoleküler Malzemeler

•Nanobiyoteknoloji, nanobiyosensörler, ve Tıpta nanoteknoloji uygulamaları•Nanoelektronik, spintronik, nano-manyetizma, Kuantum hesaplaması, Kübitler•Organik ve Hibrid Elektronik: OLED, OTFT, PLED•Nano Elektro Mekanik Sistemler (NEMS), Mikro Elektro Mekanik Sistemler (MEMS)•Tekstil, tarım ve gıda biliminde Nanoteknoloji•Nanoteknolojinin Yönetişimi ve Ulusal Nanoteknoloji Politikaları

Arş. Gör. Ebru ErdalNanoteknoloji ve Nanotıp - Doktora

27N@nobülten 15

KONGRENİN MERKEZİ

Adres : Hacettepe Üniversitesi Beytepe Kampüsü Prof. Dr. Tunçalp Özgen Kongre Merkezi Ankara, TÜRKİYE

ÖNEMLİ TARİHLER

ETKİNLİKLER

Erken Kayıt Son Gün 25 Nisan 2012 Online Bildiri Son gün 15 Nisan 2012 Bildiri Kabul / Red 18 Mayıs 2012 Ödeme İadesi Son Gün 30 Mayıs 2012

ETKİN

LİKLE

R

28 OCAK 2012

Etkinliğin İsmi:paintistanbul 2012Tarih: 12-13 Eylül 2012 Yer: CNR Expo, İstanbul Web sitesi: http://www.paintistanbul.com

12 - 13 Eylül 2012’ de CNR Expo, İstanbul’ da gerçekleştirilecek kongre kapsamında son günlerde özellikle kaplama ve boyalarda yeni bir çığır açan nanoparçacıkların kullanılması ile ilgili çalışmalara da yer verilecektir.

Dil: Türkçe ve İngilizce (Simultane Tercüme)

Bildiri Özeti: En fazla 300 kelime içermelidir.Özetin, İngilizce ve Türkçe olarak 18 Mayıs 2012, Cuma gününe kadar Bosad Genel Sekreterliği'ne gönderilmesi gerekmektedir.Kabul edilen özetler 2 Temmuz 2012, Pazartesi günü Kongre Bilimsel Kurulu tarafından duyurulacaktır.Bildiri: Bilimsel Kurul tarafından sözel veya poster olarak kabul edilen bildirilerin 29 Temmuz 2010, Pazar Gününe kadar Bosad Genel Sekreterliği'ne gönderilmesi gerekmektedir.

Kongre Sunum Başlıkları: paintistanbul 2012 Kongre Bilimsel Kurulu tarafından belirlenen kongrenin konu başlıkları aşağıda ana hatlarıyla verilmiştir.

• Yeni Hammaddeler• Nanoparçacıklar ve Nano Yapılar• Boya Filmlerinin Oluşum, Kürlenme ve Yaşlanma Mekanizmaları Üzerine Temel Araştırmalar• Fonksiyonel Boyalar ve Mikrokapsülleme• Sulu Boyalar• İnşaat Boyaları• Otomotiv Boyaları• Sanayi Boyaları• Matbaa Mürekkepleri• Yapıştırıcılar, İzolasyon Malzemeleri ve Yapı Kimyasalları• Sürdürülebilir Teknolojiler ve Yasal Düzenlemeler

29N@nobülten 15

Etkinliğin İsmi:6. Ulusal Yapı Malzemesi KongresiTarih: Kasım 2012 Yer: İstanbul Web sitesi: http://www.mimarist.org/index.php?/events/view/2012/11/01/209

TMMOB Mimarlar Odası İstanbul Büyükkent Şubesi, Türkiye'de mimarlık temel alanında yapı malzemeleri konusunda tüm rol alanlar arasında ortak bir platform oluşturarak bilgi birikimi sağlamak, yaymak ve bu yolla gerekli etkileşimi olanaklı kılarak, geleceğe yönelik yeni açılımlar yaratmak olan temel misyonu çerçevesinde, 2012 yılında 6. Ulusal Yapı Malzemesi Kongresi'ni gerçekleştirecektir.

Toplumun sağlık, konfor ve huzurunu doğrudan etkileyen bir mesleğin bireyleri olarak, toplum için yaratılacak mekânların, yine toplum tarafından ve nesiller boyunca ortaklaşa kullanılmasına olanak sağlayacak düzenlemeleri dikkate alarak düşünülmesinin, tasarımlanmasının gerekliliği, çok genel bir yaklaşımla öncelikli sorumluluğumuzdur.

•     Başta enerji, su ve kaynak tüketimini, sera etkisi yaratacak emisyonu ve her türlü atığı azaltmak;•    Mevcut yapıları enerji/maliyet etkin ve yaşanabilir kılan teknolojileri yaratmak;•      Biyo-, nano- ve enformasyon teknolojilerinden yararlanan dayanıklı, yüksek performanslı yeni

oluşumlar, olanaklar yaratmak; •    Doğal afetlerin ve çevrenin olumsuz etkilerini en aza indirmek; •      Zemin altında yaşamın sürdürülmesi gibi farklı alternatif yaklaşım ve yapılanmaları olanaklı kılacak etkileri karşılamak, sönümlemek ve sürdürmek.

6. Ulusal Yapı Malzemesi Kongresi ve Sergisi, yukarıdaki açıklamalar doğrultusunda mimarlık-malzeme ilişkisini kuramsal, deneysel çalışmalarla, uygulama süreç ve örnekleriyle genel bir çerçevede ele alarak çok yönlü sorgulamayı hedeflemektedir.Özgünlük ve Mimarlık Temel Alanına Katkısı olan bildiri ya da bildirilere Mimarlar Odası İstanbul Büyükkent Şube Yönetim Kurulu’nun belirleyeceği destek ve teşvik ödülü verilecektir.

Kongre TakvimiBildiri Özetlerinin Teslimi: 5 Aralık 2011Bildiri Tam Metninin Teslimi: 14 Mayıs 2012Bildiri Tam Metninin Değerlendirilmesi: 11 Haziran 2012Tam Metnin Son Teslimi: 15 Ekim 2012Kongre Tarihi: Kasım 2012

ETKİNLİKLER

ETKİN

LİKLE

R

30 OCAK 2012

Etkinliğin İsmi:Görüntüleme sistemleri: İmmunoloji ve Kanser Teşhis ve Tedavisindeki son gelişmelerTarih: 12-13 Ocak 2012 Yer: The UNM Cancer Center Web sitesi: http://stmc.health.unm.edu/systems-imaging-applications-in-immunology-and-cancer/index.html

New Mexico’ da yapılacak kongrede 2 gün boyunca;• İn vivo görüntüleme• Moleküler ve hücresel görüntüleme• Üç boyutlu modelleme• Bioinformatik konularındaki son gelişmelere yer verilecektir.

150 katılımcı ile sınırlandırılacak Kongre 12-13 Ocak 2012 tarihlerinde yapılacaktır.

31

AKMFikret KuşNanoteknoloji ve Nanotıp - Yüksek Lisans

Geçtiğimiz yüzyıl, teknolojinin "nasıl yapabiliriz" sorusuna cevap aradığı bir yüzyıl oldu. Bu nedenle çoğu cihaz istenilen işi yapabilecek yeterlilikte tasarlandı ve hayatımıza girdi; ancak ihtiyaçları asgari seviyede karşılayan bu teknolojiler ne yazık ki yapılabilecek en iyi teknikler ve elde edilebilecek en iyi sonuçları verecek şekilde tasarlanmadı. Çünkü teknolojinin emekleme çağıydı ve teknoloji başta da belirtildiği gibi sadece "nasıl yapabiliriz" sorusuna cevap arıyordu.

Bu yüzyıl ise bambaşka arayışların gündeme geldiği bir yüzyıl olarak teknolojinin cevaplaması gereken "en iyi şekilde, en düşük maliyetle ve pratik biçimde herkesin kullanabileceği şekilde nasıl yapılabilir" sorularını cevaplayacak şekilde bir değişime uğramıştır. Bu değişim zaten şu anda var olan pek çok teknolojinin bilinen kullanım ve erişim koşullarının bir anda değişmesini ve daha konforlu yaşam koşullarının oluşmasını sağlamış, sağlamaya da devam edecektir.

Bu sorudan yola çıkarak tasarlanmış olan karmaşık bir yapıya sahip ve karakterizasyonda sıklıkla kullanılan "atomik kuvvet mikroskopları" nanoteknolojinin olmazsa olmaz cihazlarındandır. Nano boyutta görüntü verirler ve bunu alternatif yöntemlere göre çok daha pratik bir şekilde yaparlar. Ancak yine de kullanması oldukça zahmetlidir, hantaldır ve fazlasıyla hassas cihazlardır. Bunun yanında pek çok araştırma grubunun da erişemeyeceği kadar yüksek maliyetli cihazlardır.

Atomik kuvvet mikroskopları için "en iyi şekilde nasıl yapabiliriz" sorusu en ucuz, en kolay kullanım, en kolay kurulum gibi alt başlıklar ile incelendiğinde bu sorular cihazda gerçekten en iyi "mühendislik uygulamaları kullanılmış mı” sorusunu cevaplamaya yöneltmektedir. En iyi mühendislik kavramı ile kullanılan tekniklerin en pratik, en basit olanının kullanımını, en iyi elektronik devre tasarımını, en güçlü ve en ucuz kontrol mekanizmalarını, pratik bir veri iletişim yöntemini ve kullanıcı dostu yani kafa karıştırmadan son kullanıcıya en az iş bırakacak şekilde çalışan bir yazılımın gerekliliğini belirtmektedir.

YENİ NESİL ATOMİK KUVVET MİKROSKOPLARI

N@nobülten 15

Soldaki resimde "kendinden uyarmalı kendinden duyarlı sensör" görülmektedir. Sağda ise geleneksel cantilever-lazer düzeneği şematik olarak gösterilmiştir

Cevaplar teknoloji tarafından önceden bulunmasına rağmen fark edilmeleri uzun zaman aldığından halen gelişen teknoloji ile en iyi mühendislik kavramı sorgulanmaya devam etmektedir.

Atomik kuvvetleri ölçmenin en pratik yolunun geleneksel atomik kuvvet mikroskoplarında kullanılan "lazer-cantilever" sistemi olmadığı bilinmektedir. Bunun alternatifi olan sistemler arasından "kendinden uyarlamlı kendinden duyarlı" sensörler tercih edilerek tarafımdan, mekanik veya elektronik ayar gerektirmeyen dolayısıyla kullanıcı müdahalesini ortadan kaldıran bir düzenek geliştirildi. Bunun ardından geribesleme (feedback) devresi yani atomik kuvvet mikroskobunun en temel işlevi olan yüzeyi algılama işini yapan devre üzerine çalışmalar yoğunlaştırılarak bu işi çok pratik bir şekilde yapabilecek ve çok düşük maliyetli bir geribesleme tekniği kullanan devre tasarlandı. Teknolojideki gelişmelerin yakından takip edilmesi, şu anda yaptığımız pek çok işi daha pratik ve ekonomik yollarla yapabileceğimizi farketmemiz ve teknolojide bir fark yaratmamız sonucunu doğurmuştur. Elbette mikroişlemci dünyasındaki gelişmeler ve seri veri iletişimi için ortaya konan inanılması güç derecedeki pratik ve düşük maliyetli bileşenler de hesaba katılmalıydı. Böylece geleneksel hiçbir teknik kullanılmamış olan cihazımda ortaya çıkan sonuç da kesinlikle geleneksel "atomik kuvvet mikroskoplarından" çok farklıdır. Fark ettiğiniz gibi arada diğer soruları sormadan "en iyi mühendislik" sorusu ile istediğim bütün hedeflere nerdeyse ulaşılmış oldu. Ancak bu projeye uygun olarak geliştirilecek yazılımın ve cihazın içindeki gömülü yazılımın da bambaşka bir felsefeyle yazılması gerekiyordu. Gelişmiş mikroişlemci seçeneklerinden en uygun olanını cihazımıza yerleştirilip gömülü yazılımı işleten sistemin bütün yeteneklerini kullanarak bilgisayarla ve cihazın geri kalanıyla kusursuz bir iletişim kurulması sağlandı. Önceki düşüncemizi göz önünde bulundurarak bütün komutları bilgisayardaki yazılımdan kullanıcı müdahelesine gerek duymadan alıp buna tepki gösteren bir gömülü yazılım geliştirildi.

32 OCAK 2012

AKM

33

Son olarak da yazılımı çok az komut içeren şekilde ve pek çok ayara sahip olan "akıllı algoritma" ile kullanıcı müdahelesine gerek duymadan kendisi yapabilen bir yazılım geliştirildi. Burda işimizi kolaylaştıran noktalardan biri cihazın tasarımına başlanırken göz önünde bulundurulan yapı sayesinde gömülü yazılımın, yazılımda cihazın her yerine erişebiliyor ve kontrol edebiliyor olmasıdır.

Geliştirilen atomik kuvvet mikroskobu, istenilen herhangi bir bilgisayara bağlanarak kolayca kullanılabilmektedir.

Elde edilen cihaz geleneksek atomik kuvvet mikroskoplarından farklı olarak taşınabilir özelliktedir. Yani dizüstü bilgisayar gibi çantanızda taşıyabilir ve kullanmak istediğiniz yerde anında kullanıma hazır hale getirebilirsiniz. Cihazın kurulumu basitçe USB kablosu ile herhangi bir bilgisayarda yapılabilmektedir. Bunun ardından tarayacağınız örneği yerleştirip bilgisayarınızdaki yazılımı çalıştırmanız yeterlidir. Böylece yazılımda bulunan "tara" tuşuna basılarak fotoğraf çeker gibi nanometre çözünürlükte görüntü almanız artık mümkündür. Bütün bu teknolojik gelişmelerin yanında tasarlanan cihaz, herkesin erişebileceği kadar düşük maliyete sahiptir. Böylece ilerleyen günlerde fen liselerinin laboratuvarlarında bile atomik kuvvet mikroskobu görmemiz artık muhtemeldir.

Yukarıda bahsettiğim işler Sanayi Bakanlığının desteklediği bir proje kapsamında hayata geçirilmiştir. Bu projeyi kurduğum Asensis Nanoteknoloji adlı şirkette yürüterek sonuca ulaştım. Projeden elde edilen bütçe sayesinde bu işlerin yürütülmesi için yeterli kapasitede bir laboratuvar kurdum. Şu anda cihaz çalışır durumdadır. Bir kaç ay içinde de satışa hazır hale getirilerek son kullanıcılara doğru yolculuğuna başlayacaktır.http://www.asensis.netAsensis Nanoteknoloji'nin Laboratuvarından bir görünüm

N@nobülten 15

AKM

İnsanların birbirlerine destek olmak ve bilgi paylaşımında bulunmak gibi belli amaçlar doğrultusunda topluluklar kurup aynı çatı altında toplanması, insanların sosyal bir varlık olmasından kaynaklanan bir ihtiyaç. Nanoteknoloji kavramının ortaya çıkması ve bilimsel çalışmaların hızlanmasıyla beraber bilim camiasında da nanoteknoloji ile ilgili grup, topluluk ve benzerlerinin ortaya çıkması kaçınılmaz oldu. Bu yazıda kar amacı gütmeyen bu topluluklardan bazılarını sizlerle paylaşacağız.

American NanoSociety, ANS, en geniş kar amacı gütmeyen uluslararası nanoteknoloji topluluklarından birisidir. Amerika Birleşik Devletleri’nden 947 üye olmak üzere yaklaşık 4500 üyesi bulunan topluluğun Türkiye’den de 104 üyesi bulunmakta. Topluluğun faaliyetleri arasında çeşitli kongreler düzenlemenin yanısıra, gençler için çeşitli eğitim faaliyetleri düzenlemek, burs ve ödüller dağıtmak da var. Topluluğun üyelerine sunduğu fırsatlar ise çeşitli kongre ve toplantılara katılımlarda indirim sağlamak, burs veya ödül vermek, Journal of the American Nano Society

(JANS) ve Nano Magazine dergilerine ücretsiz sahip olmak var. Ayrıca topluluk web sayfasında profil oluşturup diğer üyelerle iletişime de geçebilirsiniz. Fellow (ücretsiz), student (40$), associate (70$) ve full (90$) olmak üzere dört farklı üyelik bulunmakta. Ve üye olmak için topluluk üyesi bir kişinin referansı gerekmekte. Üye listesinde arama yaparak tanıdığınız olup olmadığına bakabilirsiniz ;) Ayrıntılı bilgi için http://nanosociety.us/

Nanotechnology Industries Association, NIA, sektörden bağımsız olarak endüstriyel nanoteknoloji tedarik zincirinin sorumlu sesi olan bir kuruluş. NIA yeni nesil teknolojileri ve güvenli ve emniyetli bir şekilde ticarileşmesini desteklemektedir. Bunun için üyesi olan birçok devlet ve özel kuruluşla birlikte, nanoteknolojik ürünlerin geliştirilmesi, üretimi ve sonrasında atık yönetimi veya geri dönüşümü gibi nanoteknolojinin çevreye duyarlı bir şekilde endüstriyel gelişimi için bilimsel raporlar hazırlamakta, yasal düzenlemeleri gerçekleştirmekte ve bunları medya ile paylaşmaktadır.

3M, BASF, L’Oréal gibi üyeleri de bulunan kuruluşun üç farklı üyeliği bulunmaktadır; Corporate membership, nanoteknolojik üretim yada Ar-Ge çalışması yapan, teknik ve mühendislik hizmeti veren veya nanoteknolojik ürün satışı yapan tüm endüstriyel şirketleri kapsamaktadır. Associate membership, nanoteknoloji sektörüne servis sağlayan ama endüstriyel kapasitede olmayan sigorta, finans ve yasal düzenleme yapan şirket ve organizasyonları kapsamaktadır. Affiliate membership, corporate veya associate üyeliğe girmeyen üniversite, enstitü gibi bölüm, kurum yada ortaklıkları kapsamaktadır. Ayrıntılı bilgi için http://www.nanotechia.org/home

International Association of Nanotechnology, IANT, nanobilim ve nanoteknoloji alanındaki bilimsel araştırmaları ve ticari gelişmeleri destekeleyen bir başka topluluktur. IANT farklı toplantılar ve uluslararası bir kongre düzenleyerek nanoteknolojideki bilimsel araştırmalar, ürün gelişimi, teknoloji transferi, araştırma ortaklıkları, güvenlik, etik, çevresel ve sosyal yönler gibi pek çok konuya açıklık getirmeyi hedeflemektedir.

TOPL

ULUK

LAR

Arş. Gör. Tayfun Vural Biyokimya Anabilim Dalı - Doktora

34 OCAK 2012

Nano-Topluluklar

35N@nobülten 15

TOPLULUKLARAyrıca uzman kişiler ile farklı konularda kurs ve eğitim programları düzenleyerek sertifika dağıtmaktadır. Üyelere özel olarak, IANT’ın düzenlediği uluslararası nanoteknoloji kongresi ve workshop, seminer, kurs gibi diğer faaliyetlere katılım ücretinde indirim, topluluk ve partnerleri tarafından basılan kitap ve dergiler için indirim, nanotech bültene ücretsiz üyelik gibi fırsatlar bulunmakta. Üyelik türleri ve ücretleri: Industry Membership (yıllık $295), Government or Non-Profit Membership (yıllık $245), Academic Membership yıllık ($195) Ayrıntılı bilgi için http://www.ianano.org/

American Society for Nanomedicine, ASNM, biyokimya, mühendislik, tıp, moleküler biyoloji ve nanoteknoloji ile ilgili araştırmalara destek veren profesyonel, akademik ve medikal alanlardan oluşan bir topluluktur. Topluluk bilimsel araştırmaları desteklemenin yanında bilim adamlarını ve nanotıp alanında sağlık hizmeti veren kişilere ve kurumlara eğitim hizmeti vermeyi de amaç edinmiştir. Üyelik ile ASNM kongrelerine indirimli katılabilmek, ASNM’ye bağlı dergilere indirimli üye olmak, bilimsel kongrelere ve sosyal aktivitelere finansman bulmak için yardım almak, nanotıp tedavi-teşhisleri için önemli haberleri almak, çevrimiçi forumda nanotıp, biyonanoteknoloji vb. konularda tartışma ortamı bulmak, reklam fırsatlarından yararlanmak ve açık pozisyonlardan haberdar olmak mümkün. Üyelik türleri ve ücretleri: Regular Member (yıllık $300) Postdoctoral Member (yıllık $100.00) Predoctoral Student Member (yıllık $50.00) Lifetime Member (omür boyu $1000.00) Corporate Member (yıllık $1000.00) Ayrıntılı bilgi için http://www.amsocnanomed.org/

International Academy of NanoMedicine, IANM, resmi olarak 2009 yılında kurulan topluluk, nanotıp alanındaki araştırmaların geliştirilmesi için uluslararası ortaklıkların kurulmasını amaç edinmiş. Bu amaçla topluluğun 58 farklı ülkeden üyesi olması akademik alanda uluslararası ortaklıkların oluşabilmesi açısından dikkate değer.

Topluluk 2009 yılında Chiming Wei ve Shenming Wang’ın başkanlığında Sanya, Hainan, Çin’de ilk uluslararası IANM kongresini gerçekleştirmiş. Ayrıca topluluk tarafından seçkin bilim adamlarına

verilen “Outstanding Research Award” ödülünün ilkine Profesör Thomas Chang layık görülmüş. Şuanda Doç. Dr. Gürer Budak’ın başkanlığını yaptığı topluluğun üçüncü kongresi 29 Haziran 2012 tarihinde Ankara’da gerçekleştirilecek.

Türkiyeʼde de nanoteknoloji toplulukları bulunmaktadır. Özellikle öğrenci kulübü olarak kurulan nanoteknoloji toplulukları aktif faaliyetleriyle lisans düzeyindeki öğrencilere nanoteknoloji ile tanışma fırsatı vermektedirler. Türkiyeʼnin önde gelen üniversitelerinden Boğaziçi Üniversitesi, İstanbul Teknik Üniversitesi, Bilkent Üniversitesi, Yıldız Teknik Üniversitesi, Hacettepe Üniversitesi ve Fatih Üniversitesi bu yapılanmalara öncülük eden kurumlardır. Fatih Üniversitesi BiNOTEK( Biyo ve Nano Teknoloji) kulübü bu yapılar arasında en aktiflerinden biri olarak sayılabilir. Buna ek olarak, İstanbul teknik üniversitesinde Nanotech kulübü, Bilkent Üniversitesinde Bilkent Nanoteknoloji Kulübü ve mühendislik kulüpleri olmalarına rağmen nanoteknoloji ile ilgili birçok çalışmada bulunan  Yıldız Teknik Üniversitesi Makine Mühendisliği Kulübü de diğer aktif öğrenci kulüpleri arasında bulunmaktadır.

HABE

RLER

Arş. Gör. Soner ÇakmakNanoteknoloji ve Nanotıp Anabilim Dalı Doktora

36 OCAK 2012

Araştırmacılar Sıcaklığı Nanometre Seviyelerinde Ölçebiliyorlar

www.sciencedaily.com

Isıtıcı entegre edilmiş atomik kuvvet mikroskop kantilever ucu, elektronik ve optik devrelerin, farmasötik ürünlerin, boyaların ve kaplamaların karakterizasyonunda sıklıkla kullanılmaktadır. Ayrıca bu ısıtılmış uçlar, nanolitografi ve veri depolamada yeni fikirlerin geliştirilmesi ve nanometre-ölçekli ısı akışının araştırılmasında da kullanılmakta. Şu ana kadar kimse elektronik ölçümler için ısıtılmış bu nano-uçları kullanmış değil.

!

Şekil 1. Katı faz ısıtıcı ve platin elektrod entegre edilmiş silikon kantileverin taramalı elektron mikroskobu görüntüleri. (a) Kantileverin dış ayağı ısıtıcı kısmı kontrol ederken, merkez ayak

kantilever ucuna elektriksel bir yol işlevi görür. (b) Platin kaplı uç, mikrokantileverin uç kısmında bulunur. (c) Ucun ortalama çapı 50 nm.

Illinois Üniversitesi Makine Mühendisliği’nde Profesör olan William King, ‘Yeni bir çeşit elektro-termal nanoprob geliştirdik’ diyor. ‘Geliştirdiğimiz bu elektro-termal nanoprob, sıcaklığı ve voltajı nanometro ölçeğinde kontrol edebiliyor. Ayrıca sıcaklığa bağlı voltajı da nanometre ölçeğinde ölçebiliyor.’

‘Amacımız nanometre ölçeğinde elektro-termal ölçümler yapmak. Bu elektro-termal nanoprob ile yarıiletkenler, termoelektrikler ve ferroelektrikler gibi malzemelerin nanometre ölçekli özellikleri ölçülebilir.’ diyor Nanoteknoloji dergisinde basılan yayının ilk yazarı Patrick Fletcher.

Grafen Köpük, Patlayıcı ve Emisyon Yayan Gazları Günümüz Gaz Sensörlerinden Daha İyi Algılıyor

www.physorg.com

Rensselaer Politeknik Enstitüsü’nde yapılan yeni bir çalışma, grafen köpüğün tehlikeli ve patlayıcı kimyasalların algılanmasında olağanüstü performans gösterdiğini kanıtladı. Bu çalışma, bomba imha ekipleri, güvenlik teşkilatları ve çeşitli endüstriyel kuruluşlar tarafından kullanılabilecek yeni jenerasyon gaz sensörlerinin geliştirilmesinde öncü bir rol oynayacak.

37N@nobülten 15

HABERLERFiltrasyon pazarının 2020'de 700 milyar ABD Dolar’ına çıkması beklenmektedir. Filtrasyon için kullanılan fibrilli materyallerin avantajları yüksek filtrasyon verimlilikleri, düşük hava dirençleridir. Filtrasyon verimliliği fiber inceliği ile yakından alakalıdır ve bu özellik filtre performansını belirleyen en önemli özelliktir.

Bu yeni sensör, amonyak (NH3) ve azot diyoksit (NO2) gazlarının 20 ppm’den daha düşük derişimlerini bile başarılı ve tekrarlanabilir bir şekilde ölçebiliyor. Karbon atomlarının, nikel bir köpük üzerinde yüksek sıcaklıklarda biriktirilmesiyle elde edilen 3-boyutlu grafen köpük, bir posta pulu büyüklüğünde ve inceliğinde.

!

Şekil 2. Grafen köpüğe ait (a) optik ve (b) taramalı elektron mikroskobu görüntüleri, üretilen bu malzemenin 3-boyutlu, mikrogözenekli ve gözeneklerinin birbirleriyle bağlantılı köpük

benzeri bir yapıya sahip olduğunu göstermektedir.

Rensselaer Politeknik Enstitüsü’nde Profesör olan ve bu keşfin sahiplerinden Nikhil Koratkar ‘Keşfettiğimiz bu malzeme yeni ticari gaz sensörlerine öncü olabileceğinden bizi çok heyecanlandırdı.’ dedi. ‘Bu sensörün, amonyak ve azot diyoksiti hali hazırda pazarda bulunan ticari gaz dedektörlerinden çok daha hassas bir şekilde algıladığını göstermiş bulunuyoruz.’

Yapılan çalışmalar sonucunda, yeni grafen köpük oda sıcaklığında ve atmosferik sıcaklıkta, 5 ila 10 dakika içerisinde amonyakı 1000 ppm seviyesinde algılayabiliyor. Bu işlem sırasında grafenin elektriksel direncindeki değişim ise % 30 civarlarında. Şu andaki iletken polimer bazlı ticari sensörler 10000 ppm amonyaka maruz kaldığında aynı süre içerisinde % 30’luk bir direnç değişimi göstermekte. Bu da aynı süre içerisinde ve aynı direnç değişiminde grafen köpük dedektörün ticari detektörlere göre 10 kat daha hassas ölçüm yapabildiğini göstermekte. Aynı zamanda keşfedilen bu yeni dedektör, 20 ppm’e kadar verimli ölçüm yapabiliyor ki bu da ticari dedektör hassasiyet limitlerinin epey altı demek. Aynı çalışmalar azot diyoksit gazı için de tekrarlanmış ve benzer sonuçlar elde edilmiş. Bu da keşif sahibinin de söylediği gibi, bize bu gaz dedektörünün şu anda ticarileşmeye en yakın nanoteknoloji ürünü olduğunu göstermektedir.

HABE

RLER

Arş. Gör. Betül Bozdoğan PalaNanoteknoloji ve Nanotıp Anabilim Dalı Doktora

38 OCAK 2012

TEK HÜCRE ENDOSKOPİSİ: ARAŞTIRMACILAR NANOFOTONİKLERİ KULLANARAK CANLI HÜCRENİN İÇİNİ GÖRÜNTÜLEDİLER

www.sciencedaily.com

ABD Enerji Bakanlığı’nın (DOE) Berkeley Laboratuvarındaki araştırmacıların geliştirdiği endoskopi yöntemiyle, tek bir canlı hücrenin içinin, gen taşıyıcıların, proteinlerin, terapötik ilaçların veya diğer taşıyıcıların hücreye zarar vermeden veya yaralamadan yüksek çözünürlükte optik resimleri alınabilmektedir. Bu çok yönlü ve mekanik dayanımı yüksek nanotel tabanlı optik uç ayrıca biyosensör ve tek hücre elektrofizyolojisinde uygulama alanı bulabilmektedir.

Berkeley Laboratuvarı ve Kaliforniya Üniversitesi Berkeley Yerleşkesinden bir araştırma ekibi, fiber optik kablonun inceltilmiş ucuna ince oksit nanotel dalga kılavuzu takarak yeni bir endoskop sistemi geliştirmişlerdir. Işığın fiber optik kablodaki yolculuğu, nanotel içinde devam etmektedir. Uç kısma ulaştığında ise boş hacme doğru yeniden yayılmaktadır. Nanotelin uç kısmı, küçük boyutları ve yüksek en-boy oranından dolayı çok esnektir ve birçok defa kullanılabilir.

Şekil 3. Nanotel tabanlı hücre içi endoskopi sisteminin şematik gösterimi.

39N@nobülten 15

HABERLER“Nanotel dalga kılavuzların ve fiber optik floresan resimlemenin avantajlarını birleştirerek, yüksek uzamsal ve zamansal çözünürlük ile tek bir canlı hücre içindeki biyolojik süreçleri araştırmak için canlı hücre içinde ışığı nanoboyutta manipüle edebiliriz,” diyor Berkeley Lab’ında bu çalışmayı yöneten kimyacı Peidong Yang. “bizim nanotel-tabanlı endoskopumuz, althücresel bölgelerden gelen optik sinyalleri ve ışıkla aktive edilen mekanizmaları saptayabilmektedir.”

Elektron ve taramalı uç mikroskoplarında önemli ilerlemeler olsa da görülebilir ışık mikroskopları biyolojik hücre çalışmalarında hala önemli bir güçtür. Hücreler optik olarak şeffaf olduğundan görünür ışıkla noninvazif olarak üç boyutlu görüntülenebilir. Ayrıca, yağlar, nükleik asitler ve proteinler gibi hücresel bileşenlerin belirlenmesi ve floresan işaretleme de görünür ışık ile yapılabilir. Görünür ışık görüntülemesinin biyolojide kullanımını kısıtlayan şey kırınım bariyeridir ki bu bariyerler gelen ışığın dalga boyunun yarısından küçük yapıların görüntülenmesini engeller. Nanofotoniklerdeki yeni bir buluş bu bariyerin üstesinden gelme olanağı yaratmıştır ve althücresel bileşenleri optik görüntüleme sistemleri tarafından görüntülenebilir hale getirmiştir. Bununla birlikte bu sistemler karmaşık, pahalı ve işin garibi oldukça büyük bir yapıya sahiptirler.

“Önceki çalışmamızda , altdalgaboyu dielektrik nanotel dalga kılavuzlarının sıvı ortam ve hava içinde görünür ve ultraviyole ışığı iki yönde de taşıyabildiğini göstermiştik.” diyor Yang ve devam ediyor,… “Bizim nanofotonik bileşenlerimizden birini basit, daha ucuz, tezgâh üstü fiber optik kurulumlara dahil ederek endoskopik sistemimizi minyatürize edebildik.”

Nanotel endoskopu, alt hücresel görüntülemede yerel ışık kaynağı olarak test etmek için, Yang ve diğer yazarlar, onu optik olarak uyarılmış lazerle birleştirdikten sonra mavi ışık dalga kılavuzunu hücre zarına ve tek bir HeLa hücresinin içine gödermişlerdir.

“İnce oksit nanotelin hücre sitoplazması içine yerleştirilmesi hücre ölümünü, apoptosisi, önemli hücre streslerini veya zar yırtılmalarını indüklememiştir. Ayrıca, HeLa hücrelerinin iç çevrelerinin nanouç kullanılarak mavi ışık ile aydınlatılması hücreye zarar vermemektedir, çünkü aydınlatma hacmi pikolitre boyutundan çok daha küçüktür.”

“Gelecekte, optik görüntüleme ve kargo taşımaya ek olarak, bu nanotel endoskopu elektriksel veya optik olarak canlı hücreyi canlandırmak için kullanabiliriz” diyor Yang.Bu deneyde kullanılan nanoteller enerji uygulamalarında boyuta bağlı yeni elektronik ve optik özelliklerinin araştırılması için orijinal olarak geliştirilmiştir.

40 OCAK 2012

NOTRE DAME ARAŞTIRMACILARI PAINT-ON GÜNEŞ HÜCRELERİNİ GELİŞTİRDİ

www.sciencedaily.com

Evinizin dışına boyalı bir örtüyü koyarak evin içindeki elektrikli eşyalara güç ürettiğinizi yani gün ışığından elektrik ürettiğinizi hayal edin.Notre Dame Üniversitesinden bir grup araştırmacı yarı iletken nano parçaları kullanarak enerji üreten ve hiç de pahalı olmayan bir güneş boyası yaptılar. Yarı iletken nanokristal araştırmalarındaki son ilerlemeler ile araştırmacılar kuantum noktacık güneş hücreleri tasarlamak için güneş boyalı kaplamayı geliştirdiler. Bu çalışmayı yöneten ve Notre Dame Nano Bilim ve Teknoloji Merkezinin bir araştırmacısı olan Prof. Prashant Kamat “biz şu anki silikon tabanlı güneş teknolojisinden daha ilerde dönüşebilir bir şeyler yapmak istiyoruz” diyor.Kuantum dot olarak adlandırılan güç üreten nano parçaları birleştirme yoluyla, özel ekipmanlar olmadan herhangi bir iletken yüzeye uygulanabilen güneş boyasını ürettiler.

Araştırma grubu, kadmiyum sülfit veya kadmiyum selenit ile kaplanmış nano boyutlu bir titanyum dioksit parçası üzerinde yeni bir araştırma için odaklanmıştır. Bu parçalar daha sonra macun oluşturmak için su-alkol çözeltisi içinde süspanse edilmiştir.Bu macunun transparan bir iletken malzeme üzerine sürülerek gün ışığına maruz bırakıldığında elektrik ürettiği tesbit edilmiştir. “Ticari Silikon güneş hücrelerinin ışın-enerji dönüşümü %10-15 civarında iken biz en iyi ışın-enerji dönüşümü olarak %1 bile olmayan bir değere ulaştık ” diyor Kamat.

“Ancak bu boya çok ucuza ve büyük miktarlarda üretilebiliyor. Eğer biz verimi biraz daha iyileştirirsek, gelecekteki enerji ihtiyaçlarına gerçekten farklılık yaratacak bir çözüm bulabiliriz. Kamat ve ekibi bu yeni malzemenin dayanabilirliğini de geliştirmek için çalışıyorlar.

Şekil 4. Solar boya prensibinin şematik gösterimi. Ti O2 nanopartiküllerin yalancı-SILAR yöntemi kullanılarak kadmium selenid ya da kadmiyum sülfit ile kaplanması. Bu kompozit partiküller boya şeklinde uygulanabiliyor.

HABE

RLER

41

HABERLER

N@nobülten 15

Arş. Gör. Göknur KaraBiyokimya - Yüksek Lisans

KANSER DETEKSiYONUNDA ETKiN YENi BİR MANYETİK REZONANS GÖRÜNTÜLEME KONTRAST AJANI

www.nanotechweb.org

Birçok görüntüleme teknolojileri ve onların kontrast ajanları, (tümör ve diğer rahatsızlıkların deteksiyonunda kullanılan kimyasallar) hastanın radyasyona veya ağır metallere maruz kalmasına neden olan ve kullanımlarını kısıtlayan potansiyel sağlık risklerini içerir. Bu olumsuzlukları azaltma çabasında, Pennsylvania Üniversitesi mühendisleri, sadece tümörlerin asidik çevresiyle etkileşen, daha güvenli, ucuz ve mevcut alternatiflerinden daha etkili bir demir-bazlı kontrast ajanını kaplayarak yeni bir yol gösterdiler.Araştırma, Pennsylvania Üniversitesi Biyomühendislik Bölümü Öğretim Üyesi Doç. Dr. Andrew Tsourkas ve master öğrencisi Samuel H. Crayton tarafından yürütüldü ve ACS Nano dergisinde yayınlandı.

Manyetik Rezonans Görüntüleme (MRI), tıbbi bakımda gittikçe yaygınlaşan bir tekniktir. Güçlü bir manyetik alan kullanılarak uygulanan MRI’da her ne kadar görüntülerin belirginliği bazen teşhis için yetersiz olsa da.vücut dokusunun geniş çaplı görüntüsü üretilir. Tümör ve sağlıklı doku arasındaki farklılığı göstermek için doktorlar demir oksit içeren nanopartiküller gibi bir kontrast ajan uygulayabilirler. Demir oksit sahip olduğu, tarayıcının manyetik alanını bozma yeteneğiyle MRI görüntülerini düzeltebilir hatta konsantre olduğu göze çarpan bölgelerdeki görüntüler çok daha belirgindir.

Geçmiş yıllarda bilim adamları, kontrast ajan olarak kullanılan nanopartikülleri sadece tümörlerin dışında bulunan reseptörlere bağlanan proteinlerle kaplayarak teşhis ve tedavide çalışma yapmayı denediler fakat bütün tümörler bu bakımdan aynı değillerdi.

“Reseptöre dayanan yaklaşımın kısıtlamalarından biri, herşeye tesir edemiyorsunuz” diyor Tsourkas. “Tümörlerin sadece %30’unun hedef reseptör olarak ifade edildiğini bildiğiniz zaman onları bir tarama aracı olarak tavsiye etmek zor.”

“Bizim yaklaşımımızı desteklememizin sebeplerinden biri, birçok tümöre etki etmesi; neredeyse tüm tümörler kendi mikro çevresindeki asitliğe değişim gösterirler.”

42 OCAK 2012

Penn bilim adamları hedefleme probleminin üstesinden gelebilmek için tümör metabolizmasında “Warburg Etkisi” olarak bilinen bir olaydan yararlandılar. Vücut hücrelerinin çoğu aerobiktir; enerjilerini esas olarak oksijenden alırlar. Halbuki, oksijen çok olduğunda bile, kanser hücreleri enerji için anaerobik bir proses kullanırlar. Kas hücreleri gibi glukozu laktik aside dönüştürürler fakat normal kastan farklı olarak tümörler etraflarındaki kan akışını keserler. Bu, tümörlerin neredeyse her zaman, kendilerini saran sağlıklı dokudan daha düşük pH’a sahip oldukları anlamına gelir.

Manyetik Rezonans Spektroskopisi gibi bazı görüntüleme teknolojileri de tümörlerin düşük-pH mikro çevrelerinden yararlanırlar fakat çoğu klinikte mevcut olmayan, pahalı, uzmanlaşmış ekipman gerekir.

Şeker temelli ve asitlerle reaksiyona giren polimer olan Glikol Kitosanın kullanımıyla bilim adamları, nanotaşıyıcıların sağlıklı dokuların yanındayken nötr kalmalarını, fakat düşük pH’da iyonize olmalarını sağlamışlardır. Asidik tümörlerin civarında oluşan yükteki değişim, nanotaşıyıcıların çekime girmelerini ve o bölgelerde tutunmalarını sağlar.

HABE

RLER

43N@nobülten 15

HABERLERAsidik mikro çevrede doğal Glikol Kitosan(GC) Süper paramanyetik demir oksit (SPIO) nanopartiküllerin pH bağlantılı geliştirilmiş salınımı. pH bağımlı olmayan moleküller de kontrol için hazırlanmış; demit oksit nanopartikülleri dekstranla kaplanmış ve ayrıca GC kaplı partiküller Glisidol ile modifiye edilmiş.

Bu yaklaşımın bir diğer avantajı var: daha malign tömör, etrafındaki kan damarlarını daha çok bozan ve çevresini daha asit yapandır. Bu, glikol-kitosan kaplamanın iyi bir malignite detektörü olduğu, teşhis ve tedavide yeni seçenekler sunduğu anlamına gelir.

“Herhangi bir nanopartikülü alıp bu kaplamayı üzerine koyabilirsiniz böylece ne şekilde olursa olsun görüntüleme kısıtlanmaz” diyor Tsourkas. “Bu yapıyı ayrıca tömör bölgelerine ilaç salımı için de kullanabilirsiniz”

Bilim adamları 7-10 sene içinde, glikol-kitosan kaplı demir oksit nanopartiküllerinin teşhis taramasına özgüllük kazandıracağını ümit ediyorlar.

“Gadolinium göğüs kanseri taramalarında MRI kontrast ajanı olarak yüksek riskli hastalar için kullanılır. Bu hastalara, olağan mamograma ek olarak MRI tavsiye edilir çünkü mamogramın duyarlılığı düşük olabilir” diyor Tsourkas. MRI’in duyarlılığı çok daha yüksek fakat özgüllüğü azdır; tarama bir çok tümör detekte eder fakat çoğu benigndir. Bizimkisi gibi bir alete sahip olmak, özellikle malignite ve pH arasında karşılıklı bir ilişkinin olduğu gösterildiğinden beri, klinisyenlere benign ve malign tümörleri daha iyi ayırt etmelerine imkan verir”

44 OCAK 2012

LİTER

ATÜR Hacettepe Üniversitesi Kaynaklı

Nanoteknoloji ve Nanotıp YayınlarıEkim 2011 - Aralık 2011 Dönemi

Analysis of energy transfer and ternary non-covalent filler/matrix/UV stabilizer interactions in carbon nanofiber and oxidized carbon nanofiber filled poly(methyl methacrylate) compositesPolymerCilt: 52, Sayı: 23, Ekim 2011, Sayfalar: 5355-5361I. Sedat Gunes, César Pérez-Bolívar, Guillermo A. Jimenez, Omur Celikbicak, Fengyu Li, Pavel Anzenbacher Jr., Chrys Wesdemiotis, Sadhan C. Jana

A strategy for biomimetic hybridization of electrospun fiber mat cross-sectionsMaterials Science & Engineering C-Materials For Biological ApplicationsCilt: 31   Sayı: 7, Ekim 2011, Sayfalar: 1357-1362Bora Maviş

Preparation andcharacterization of poly(3-hydroxybutyrate-co-3-hydroxyhexanoate) (PHBHHX) based nanoparticles for targeted cancer therapyEuropean Journal of Pharmaceutical SciencesCilt: 44, Sayı: 3, Ekim 2011, Sayfalar: 310-320Ebru Kılıçay, Murat Demirbilek, Mustafa Türk, Eylem Güven, Baki Hazer, Emir Baki Denkbaş

Carbon nanotube–chitosan modified disposable pencil graphite electrode for Vitamin B12 analysisColloids and Surfaces B: BiointerfacesCilt: 87, Sayı: 1, Kasım 2011, Sayfalar: 18-22Filiz Kuralay, Tayfun Vural, Cem Bayram, Emir Baki Denkbaş, Serdar Abacı

Green catalysts based on bio-inspired polymer coatings and electroless plating of silver nanoparticlesJournal of Molecular Catalysis A: ChemicalCilt: 350, Sayı: 1-2, Kasım 2011, Sayfalar: 97-102Burcu Çelen, Dilara Ekiz, Erhan Pişkina, Gökhan Demirel

45

LİTERATÜR

N@nobülten 15

Arş. Gör. Gülsu ŞenerNanoteknoloji ve Nanotıp Anabilim Dalı Doktora

MEMS biosensors for detection of methicillin resistant Staphylococcus aureusBiosensors and Bioelectronics, Cilt: 29, Sayı: 1, Kasım 2011, Sayfalar: 1– 12Hatice Ceylan Koydemir, Haluk Külah, Canan Özgen, Alpaslan Alp, Gülşen Hasçelik

Synthesis of zirconium tungstate–zirconia core–shell composite particlesMaterials Research Bulletin, Cilt: 46, Sayı: 11, Kasım 2011, Sayfalar: 2025-2031Nasser Khazeni, Bora Mavis, Güngör Gündüz, Üner Çolak

Use of molecular imprinted nanoparticles as biorecognition element on surface plasmon resonance sensorSensors and Actuators B: Chemical, Cilt: 160, Sayı: 1, Aralık 2011, Sayfalar: 791-799Gulsu Sener, Lokman Uzun, Rıdvan Say, Adil Denizli

A novel polypyrrole–phenylboronic acid based electrochemical saccharide sensorSensors and Actuators B: Chemical, Cilt: 160, Sayı: 1, Aralık 2011, Sayfalar: 405-411Sertan Aytaç, Filiz Kuralay, İsmail Hakkı Boyacı, Canan Ünaleroğlu