Karbon Nanotüpleri Ayırma Yöntemi

Blogda 2 çeşit karbon nanotüpten bahsetmiştik zamanında: tek katmanlı ve çok katmanlı. Güneş pillerinin önemli bir bileşeni olan saydam iletkenlerde kullanıldığı zaman avantaj sağlayan çift katmanlı karbon nanotüplerin de önemi artıyor. Çift katmanlı nanotüpler, adından da anlaşıldığı gibi, iki atom kalınlığındaki karbon nanotüpler.

Karbon nanotüp üretim yöntemlerindeki en önemli eksik, reaksiyon sonucu oluşan farklı tip nanotüpleri birbirinden ayıracak bir sistemin olmaması. Nanotüp üretiliyor ama hepsi istediğimiz tipten olmuyor.

Northwestern Üniversitesi'nden iki araştırmacı, çift katmanlı karbon nanotüp üretimi için bir çözüm bulmuşlar. Yöntemin ismi ise yoğunluk gradient ultrasantrifigasyonu! Yöntem tek katmanlı ve çok katmanlı nanotüplerden, çift katmanlıları yoğunluk farkını kullanarak ayırıyor.

Çift katmanlı nanotülerin çeşitli mikroskoplarda görüntüleri

Makale Nature Nanotechnology dergisinde yayınlandı. Makale burada. [Üyelik gerektirebilir]

“Nanomalzemelerin özellikleri boyutlarına aşırı derecede bağlıdır. Bu malzemeleri bir uygulamada kullanıp, güzel performans sağlayabilmek için; kullandığınız malzemelerin boyutları benzer olmalı. Bizim buluşumuz da tam bu sorunu çözüyor.” Mark Hersam

Kaynak: 1

Din Nanoteknolojiden Sakındırıyor Mu?

BBC'de 8 Aralık'ta Nature Nanotechnology dergisinde yayınlanacak bir çalışmadan bahsedildi.

Nature Nanotechnology'deki araştırmaya göre nanoteknolojiye bakış açınızın kültürünüz ve dininiz tarafından belirlenme ihtimali var.

"Eğer inançlı iseniz, nanoteknolojiye olumsuz bakmanız kuvvetle muhtemel." diyor BBC.

Birkaç paragraf aşağıda ise

"Araştırmanın amacının, insanların değil ülkelerin dindarlığı ile ülkelerin nanoteknolojiye bakışı arasındaki ilişkiyi bulmak." - Pr. Dietram Scheufele

Araştırma sonuçları bilim adamlarının ve siyasetçilerin nanoteknolojinin kullanımını düzenleyecek kararlarında etkisi olabilirmiş.

12 Avrupa ülkesinin ve ABD'nin "dindarlık" seviyesi ve nanoteknolojiye bakışları belirlenmiş. Sonuç olarak, İrlanda ve İtalya gibi "dindarlık" seviyesi yüksek ülkelerin, nanoteknolojiyi kabullenmediği; Hollanda ve Belçika gibi daha az "dindar" olan ülkelerin ise kabullendiği ortaya çıkmış.

"Din sezgisel bir filtre görevi görüyor. Daha dindar insanlar bilgiye farklı bakıyor, din insanlara hayatlarında yol gösterici oluyor." - Pr. Dietram Scheufele

Araştırmada nanoteknolojiye en çok karşı çıkan ülke Amerika çıkmış. Nanoteknolojiyi en fazla kullanan ülke, hem de en fazla karşı çıkanlar arasındalar.

Araştırma ile ilgili birçok sorun var.

1) Nanoteknoloji nedir? Resmî bir tanımı olmayan bir teknoloji hakkında insanların ne düşündüğü nasıl bilebiliriz? Kimisi nanoteknoloji deyince daha faydalı malzemeler yapmak anlayabilir, kimisi de - BBC'nin haberine göre - nanoseviyede yaratık üretme. (nasıl olacaksa?) Bu iki tanıma bakınca, müslüman ya da hristiyan biri ilk tanıma itiraz etmez iken, ikinci tanıma karşı çıkacaktır.

2) Nanoteknolojiyi bilme oranı: Daha geçenlerde ABD'de çok az kişinin nanoteknoloji kelimesini duyduğu ortaya çıkmıştı. Nanoteknolojinin tanımı belli olsa bile, nanoteknoloji toplumda bilinmediği için, toplumun doğru bir görüş belirtmesini bekleyemeyiz. [Bunu araştırmayı yapan Dietram Scheufele de kendisi ile yapılan röportajda söylemiş. "ABD piyasada en fazla nanoürün bulunduran ülke, ama insanlar farkında değil. Medyada da nanoteknolojiye fazla ilgi yok."]

3) Bağıntı neden olmayı gerektirmez: Nanoteknolojiye bakış açısı ile dindarlık arasındaki ilişki; dindarlığın nanoteknolojiye bakış açısını belirlediği anlamına gelmez. Bu iddia şuna benziyor:

1950'ye göre atmosferdeki CO₂ seviyesi ve suç işleme oranları artmış durumda. O zaman CO₂ artışı, suçları da artırır.

Sonuç olarak, araştırmanın bir fayda getirmeyeceğini düşnüyorum. Belirsizliklerle ve zıtlıklarla dolu bir çalışma.

Kaynak: 1 , 2 , 3 , 4

Ağırlık Sensörü Olarak Karbon Nanotüpler

Kaliforniya Berkeley Üniversitesi öğretim görevlilerinden Alex Zettl bugün Nature Nanotechnology dergisinde yayınlanan makalede, ürettikleri karbon nanotüp sensörünü tanıttı. Bu küçük sensörler altın atomlarını sezebiliyorlar. Sensörlerin birgün protein gibi biomolekülleri de sezebileceği düşünülüyor.

Peki karbon nanotüpler nasıl sensör vazifesi görüyor? Karbon nanotüpün bir ucu sabitleniyor ve katoda bağlanıyor, diğer ucu ise anoda. Karbon nanotüpe bir molekül yapıştığı zaman, nanotüp titremeye başlıyor. Bu düzenek havuzlardaki atlama tahtalarına benziyor. Yüzücü atlama tahtasından atlamaya hazırlanırken, atlama tahtası bükülür ve yavaş yavaş titrer. Yüzücü atladıktan sonra ise daha yüksek frekansta titremeye başlar. Aynı şekilde nanotüpe atom bağlandığı zaman rezonans frekansı düşer. Araştırma grubu nanotüpten akım geçiriyor. Nanotüp titremeye başladığı zaman akım değişir, akım değişikliği sayesinde parçacığın kütlesi belirlenir.

Atom tesbiti için karbon nanotüplerin kullanılmasının bir avantajı, yapılan sensörün oda sıcaklığında çalışabilmesi.

Zettl şimdi de sensörünü protein gibi karmaşık moleküllerde deneyecek. Kan gibi birçok molekül içeren malzemeleri analiz etmek için, nanotüp dizinleri oluşturulacak. Her bir nanotüp bir tane antikor bağlanacak ve her sensör böylece ortamdan ilgilendiği molekülü seçecek.

Kaynak: 1

Yağ Lekeleri İçin Yeni Nanotel Kağıt

Nanotel kağıt, yağ ve diğer organik kirleri temizlemekte kullanılacak yeni bir malzeme olabilir. Bilim adamlarının ürettiği bu kağıt, ağırlığının 20 katı kadar yağ emebiliyor ve tekrar tekrar kullanılabiliyor. Kağıt sıcaklığa dayanıklı olduğu için, emilen yağ tekrar kullanılabiliyor. Yağ emmiş kağıt ısıtılıyor, yağ buharlaşıyor, buharlaşmış yağ başka bir kapta damıtılıyo. Böylece yağ tekrar kullanılabiliyor. Kağıt ayrıca suya da dayanıklı. Birkaç ay suda bekletilmiş kağıtlar fonksiyonlarını kaybetmiyor.

“Bulduğumuz şey nanotellerden oluşmuş ve yağ gibi hidrofobik sıvıları sudan emebilen bir kağıt." diyor Francesco Stellacci, Malzeme Bilimi ve Mühendisliği doçenti, çalışmayı yürüten bilim adamı. Yağı emebilen ilk malzeme bu değil ama bu kağıdın verimliliği diğerlerine göre yüksek. Kullanılan nanoteller potasyum magnezyum oksitten yapılmış.





Yandaki resimde kağıdın yağı nasıl emdiğini görebiliyoruz.

Resimler www.nanowerk.com'dan alınmıştır.













Nanotel kağıtlar su temizlenmesinde de kullanılabilir.

Makale Nature Nanotechnology dergisinin 30 Mayıs internet sayısında yayınlandı.

Ek not: Çalışma grubunda 2004 Sabancı Üniversitesi mezunu Özge Akbulut da var.

Kaynak: 1

Fullerenler de Zararlı Olabilir

Buckyball'lerin hayvan hücrelerinin hücre zarından kolayca geçerek insanlar için zararlı olabileceğini gösteren bir çalışma yayınlandı.

Calgary Üniversitesi biyokimyager Peter Tieleman ve Luca Monticelli bilgisayar similasyonları kullanarak C60 molekülü ile hücre zarı arasındaki etkileşimi modellediler. Moleküller zarda mekanik bir hasar oluşturmadan içeriye geçip hücre içinde yeni yapılar oluşturabiliyorlar.

"Buckyball'ler ticari birçok üründe kaplama olarak kullanılıyor ama moleküllerin zararlı olup olmadıklarını bilmiyoruz" dedi Tieleman. "Çalışmalarımız moleküllerin beyin kan bariyerini geçip hücre fonksiyonlarını değiştirebileceğini gösterdi. Bu sonuç ise "Maddeler sağlımıza ve çevreye nasıl etki edecek?" tarzındaki endişeleri artırıyor.

Karbon Nanotüpler Asbest Gibi Kanserojen Mi?

Salı günü Nature Nanotechnology dergisinde çıkan bir makalede bazı nanotüplerin yeteri miktarda vücud içine çekilmesi sonucu asbest kadar zararlı olabileceği anlatıldı. Bilim adamları nanotüplerin mezotelyama - vücuda bulaştıktan 30-40 yıl sonra anlaşılabilen bir akciğer kanseri - oluşturma riskinin olup olmadığı araştırmış. Sonuç ise, uzun ince çok katmanlı karbon nanotüplerin asbest fiberleri gibi davrandıkları ve kanser oluşturma potansiyeline sahip oldukları.

"Çalışmamız tam da güvenli ve sorumlu bir nanoteknoloji gelişimi için yapılmış stratejik, odaklı bir çalışma. Bir çok alanda kullanılması beklenen bir malzemenin sağlık araştırması yapılmış oldu. Bilim adamları yıllardır uzun, ince karbon nanotüpler hakkında endişelerini dile getirdiler ama ABD'deki hiç bir araştırmacı bu soruya cevap aramadı." dedi Andrew Maynard, makalenin yazarı.

Asbest ile oluşmuş bir salgının ABD'ye 200 milyar $ masraf yapacağı düşünülüyor.

Anthony Seaton, makalenin bir başka yazarı, bundan sonra karbon nanotüp üretilen yerlerde nanotüplerin nefesle alınımının engellenmesini ve bu konuda vakit geçmeden daha geniş araştırmaların yapılması gerektiğini düşünüyor.

Profesör Kenneth Donaldson, University of Edinburgh araştırmayı yöneten bilim adamı, işin tam bitmediğini söylüyor. Nanotüplerin asbest fiberleri gibi akciğer içine kadar girip kansere yol açabileceği tam bilinmiyor. Araştırmacılar ayrıca nanotüplerin sadece fiber gibi davranıp davranmadığını incelediklerini, nanotüplerin akciğerlere olan etkilerini incelemediklerini önemle vurguluyorlar.

Araştırma sonucu iyi bir haber de ortaya çıktı. Kısa ve spiral karbon nanotüpler, asbest fiberleri gibi davranmıyor. Bu sonuca göre sağlıklı ürünler için hangi tip nanotüplerin kullanılması gerektiği bulunabilir.

Sağlık ve Nanoteknoloji nanoteknolojinin şu an en önemli alanı bence. Nanoteknolojinin hayatımıza girmesi için nanoürünlerin sağlıklı olduğunu göstermek gerekli. Ülkemizde de tıp uzmanlarının bu konuya eğilmesi çok mantıklı bir hareket olacaktır. Çünkü Dünya'da bu konu üzerine çalışan çok az kişi var.

Kaynak: 1

Karbon Nanotüpten Oluşan Parçalar Üretildi

Ulusal Gelişmiş Endüstri Bilim ve Teknoloji Enstitüsü araştırmacıları Tek Katmanlı Karbon Nanotüpler (TKKN) kullanarak, 3 boyutlu altlık ürettiler. "Karbon Nanotüp Altlığı" mikroüretim litografya teknikleri kullanılarak karbon nanotüplerin yanyana getirilmesinden oluşturulmuş.






Bu yeni teknoloji ile her türlü şekle sahip elektronik parçası istenilen yerde üretilebiliyor. Mesela, enstitü binden fazla 3 boyutlu karbon nanotüpten oluşan elektronik parçasını üretti.

Karbon nanotüp altlığın üretim aşamaları şu şekilde:
1- Si sübstratı katalizör yardımı ile doğrusal bir şekilde desenleniyor.
2- "Su Eklemeli Kimyasal Buhar Biriktirme" (Bu metodu enstitü 2004 yılında geliştirmiş) kullanılarak, karbon nanotüp filmleri dikey olarak Si sübstratı üzerinde diziliyor.
3- Sübstrat sıvı içine batırılıp çıkarılıyor, bu sayede karbon nanotüp filmleri sübstrat üzerinde birikiyor.
4- Sıvı kurudukça, karbon nanotüp filmleri daha yoğun hale geliyor ve sımsıkı bir şekilde sübstrata yapışıyor.

Karbon nanotüp altlığı hafif ve kuvvetli bir yapıya sahip. Altlık aynı zamanda çok esnek, telleri 90° bükülse bile, kırılma olmuyor. Elektrik direnci, dizilme yönüne paralel yönde 0.008Ω·cm , dizilme yönüne dik yönde ise 0.20Ω·cm, yani anizotropik bir madde.

Altlık fotomaske ile kaplandığında da kırılmıyor. Böylece litografik tekniklerle, altlığa istenen şekil verilebiliyor. Örneğin, enstitü karbon nanotüpten manivela üretmiş.


Enstitü ayrıca, karbon nanotüp anahtarı da üretmiş. (yandaki resim) Anahtarın açılıp kapatılması ise, elektrotlara elektik vermekle oluyor.


Enstitünün planı, karbon nanotüp altlıkların fiziksel özelliklerini ortaya çıkarıp, bu özelliklerden yararlanan karbon nanotüp bir parça üretmek.




Makale Nature Nanotechnology dergisinin 4 Mayıs 2008'deki internet sayısında yayınlandı.






Kaynak: 1