Akilli Boncuklarla DostÇa dÜello: Nanoteknolojİ

AKILLI BONCUKLARLA DOSTÇA DÜELLO:

NANOTEKNOLOJİ

Araştırma: Reha BAŞOĞUL 2002 NEDİR?

İnsanlık 21. yüzyılla birlikte yine özünü keşfetme yolunda büyük icatların peşinde koşuyor. Nanoteknoloji de bunun çok büyük bir göstergesi. Her gün vücudumuz dahil doğanın işleyişini derinden anlamamızı sağlayan çok büyük bir teknoloji bu. Enzimlerin işleyişinden saçlarımızın uzamasına, bir çiçeğin polen taşımasından petrolün oluşumuna kadar her şey bir düzen ve denge içinde. Nanoteknoloji ise insanlığın, doğasını keşfetmesinde ve bunu

geliştirmesinde dahiyane sayılabilecek bir anlama metodu.

Peki şu an da Dünyada uğruna milyonlarca dolar yatırılan , sayısız bilim adamının

uzmanlaştığı, geleceğin yaratılmasında büyük rol oynayacak bu metod nedir? Nasıl ortaya çıkmıştır?

Yıllar önce bir gün...

Yıl 1959. Richard P. Feynman adlı Nobel Ödüllü fizikçi Kaliforniya Teknoloji

Enstitüsü'nde,"'Temelde bir çok oda var" adını verdiği konferans konuşmasında atomların

fizik şartları altında hakim olmamıza hiçbir engel olmadığına dair bir görüş ortaya attı. Bu konuşma teorikte ve görünüşte o günlere göre çok fantastik olarak karşılandı. Oysaki bu ne

fiziğin limitlerini aşmaktı ne de başka bir şey. Ama zamanımızın teknolojisini tam bir şekilde önceden söylemeyi başarmıştı.

Feynman elektron mikroskobuyla göremediklerini arıyordu. Oysa 10 angstrom elektron mikroskobunun görüntülemesi için yeterliydi. Onun aklına cevabını çok iyi bildiği şu soruyu sormak geldi: Daha küçükleri bu doğada mevcut değil miydi? Feynman düşüncelerinde o kadar çok ciddiydi ki 24 ciltlik Britannica Ansiklopedisini bir toplu iğnenin başı büyüklüğünde bir alana sığdırabileceğine inanıyordu. Bu ilginç düşüncenin gerçekleşmesi için o zamanki standart tekniklerin buna yeterli olmayacağını ama gelişen

teknolojiyle birlikte bunun mümkün olacağını bu yüzden elektron

mikroskobundan daha iyi bir mikroskoba ihtiyaç duyacaklarını söylüyordu. İhtiyaçların gerçekleşmesiyle birlikte geleceğin ayak seslerini tanımlayan ve o zamanlar konferanstakilerin ciddiye almadığı önerilerine devam etti.

Atomların hareketinde hakim olduklarında ve iyon çözümlerini osiloskoptan daha hızlı bir şekilde hareket ettirdiklerinde değil Britannica Dünya'daki 500 milyon ciltlik ansiklopedilerin hepsinin ufak bir toplu iğne büyüklüğündeki alana yazabileceklerini, bilgisayarları minyaturize edebileceklerini, çok çok küçük makinelerle DNA kodlarının çözümünü, enerji problemlerini halledebileceklerini dile getirdi. O zamanın pek de önemsenmeyen bu fikirleri, ileride adına verilen ödüllerle ismini ölümsüzleştirmesini sağlayacaktı.

1970'li yıllarda MIT' de master yapan K. Eric Drexler adlı bir üniversite talebesi bu ilişkinin ne derece muhteşem bir fikir olduğunu anladı ve çalışmalarını bir kaç konferans ve seminerde anlattıktan sonra ,1986'da "Engines of Creation" , 1991'de "Unbounding the Future" , 1992'de de Nanosystems: Molecular Machinery, Manufacturing and Computation" adlı kitaplarıyla bütün bunları bilim camiasıyla paylaştı ve nanoteknolojinin öncüsü oldu.

Eric Drexler'ın Kitapları

Bütün bunların hayallerden çok uzaklarda dünyanın açtığı yeni kapının anahtarı olması için 1981'de IBM'in İsviçre'deki Zürih Araştırma Laboratuarlarında Heinrich Rohrer ve Gerd Karl Binnig tarafından icat edilen ve atom parçacıklarını 2000 kez büyültme özelliğiyle elektron mikroskobunun ölçtüğü angstromun, 10'da biri özelliğindeki 1 nanometreyle, altına inen STM'nin(Scanning Tunneling Microscopy) de büyük katkıları olmuştu.

Nanoteknoloji fikrini ilk ortaya

atan Richard Feynman

Gerd Karl Binnig Heinrich Rohrer

Drexler'in Kurgusal Olmayan Düşleri:

Drexler, Dünya'daki ekolojik, tıbbi ,teolojik, nükleer ya da mühendislik alanlarındaki sorunların farkındaydı ve nanoteknolojinin bunlar için çözüm olacağına inanıyordu. Yıllar önce Feynman'ın öne attığı yukarıdan aşağı değil de aşağıdan yukarıya atomları yapılandırma fikri kendisi tarafından destek buldu.

Atomik boncuklarda büyük reform başlıyordu. Genetik Mühendisliği alanında çalışırken zebra-at benzeri Afrika Quagga'sın Alman müzesineki tuzla korunmuş hali dikkatini çekmişti. Proteinlerin yeniden yapılandırılmasıyla Quagga'nın genlerini, protein yapan enzimlerini tekrar yapılandırılabilirdi. Bu fikir nesli tükenmiş ama DNA'ları bulunan tüm canlıları tekrar klonlayıp çoğaltmak için çok önemliydi. Hasar görmüş DNA'lar hasarsız DNA'lar haline getirilecekti. Nanoteknoloji sayesinde hücrelerin içinde micro-robotlar bunları tamir

edebilirdi. Ve nanoteknoloji fikri uçsuz bucaksız kullanım alanlarının olduğu değişime uğramış macro bir dünya açacaktı önümüze.

NANO İFADELER...

Eğer atomu ufak bir misket farz edersek , kompleks bir molekül bizim yumruğumuz kadardır diyebiliriz. Bunu biraz daha açalım. Atomlar bakterilerin 1/10000 büyüklüğündedir. Bakteriler ise bir sivrisineğin 10.000 'de 1'i kadardır. Atom çekirdeği atomun kendisinin 100.000'de biri kadardır. Atomla çekirdeği arasındaki fark ise bir ateşle nükleer reaksiyon arasındaki fark gibidir.

Yunanca'da 'nanos'tan gelen nano sözcüğü "cüce " anlamına gelir. Şimdi ise cüce bir kenara atıldı ve atomik boyutlarda metrenin milyarda birine tekabül eden ölçü birimi olan ve terminoloji kitaplarına yeni bir anlam ifade eden nanometre ortaya çıktı. Peki bir bakterinin içindeki bir ribozomun 25 nanometre, bir DNA molekülünün ise 2 nanometre çapında olduğu nasıl ölçülüyor? Nanoölçekli yapıları ölçmek için değişik amaçlı mikroskoplar kullanılıyor.

· Scanning Tunneling Microscopy (STM)

Tarayıcı Tünelleme Mikroskobu fizikçi Heinrich Rohrer ve Gerd Binnig tarafından atomları tek bir parça halinde görüntülemek üzere geliştirildi. İnce bir tarama ucundan, bir yüzey üzerine serpiştirilmiş atomlara verilen ufak bir elektrik akımını izleyerek ve atomların aralarındaki düzlük ve tepecikleri ve de boşlukları belirleyerek kullanım amacı düşünülmüş. Bu sayede 1990 yılında STM aracılığıyla 38 xenon atomu kullanılarak nikel yüzeye IBM yazıldı ve bilim dünyası nanoteknolojinin boyutlarını daha iyi anladı. Sonuçta 1999 yılında STM kullanılarak silisyum atom yapısı değiştirilerek transistor'e dönüştürüldü.

STM kullanılarak görüntülenen bakır üzerine demir iyonları

· Atomic Force Microscopy (AFM veya SFM)

Atomik Güçlü Mikroskop STM'den üç yıl sonra yine Binnig tarafından bu sefer Stanford Üniversitesi'nden elektrik mühendisi Calvin Quate ile ortak bir çalışma sonucu ortaya çıktı. Elektrik akımının görüntülenmediği

bölmeleri de görüntüleyen bu mikroskop atomların duyarlıklarını belirleyen bir çok amaca önayak etti.

AFM kullanılarak görüntülenmiş arsenid

STM

MOLEKÜLER BİYOLOJİ

Drexler'in kimilerine göre ütopik gelen nanobiyoloji dünyasında nanomakinelerin tasarım ve işleyiş tarzları vardı: Nano ölçeğinde atom üstüne atom koyarak cisimler yaratmak,elmas benzeri karbon kristalleriyle bilya yatakları ve eksenler oluşturmak,molekülleri ayırmak için su dolabı gibi pompalar kullanmak ve parçaları atomik ölçekte olan çok küçük bilgisayarlar oluşturmak.Bu gibi nanomakineler iki amaca yönelik:her yapının ve etkinin atomik düzeyde bir duyarlılıkla kontrol edilmesi ve belli bir iş için olası en küçük makinenin yapılması. Aslında canlıların hücre yapısında bu tür makineler doğal olarak zaten bulunuyor . Paleantologların araştırmalarında radyoaktif tarihleme kullanması sonucunda birkaç milyon yıllık insan kemikleri ve de bakteri,memeli ya da sürüngenlerin yüzmilyonlarca yıllık geçmişi ya da bakterilerin 1 milyarlık yaşı ortaya çıktı.

Moleküler biyoloji ise bunların DNA özelliklerinde kararlı yapıların kalıcı özellikler bıraktığını ortaya çıkardı. Örneğin zebraların siyah-beyaz rengi ya da kutup ayılarının beyaz özellikleri gibi. Ya da HIV virüsünün geçmişten aldığı genlerdeki farklılık neticesinde birçok HIV virüsü çeşidi doğması bu kararlı yapıların sonucudur. Bu yüzden biyomoleküler makinelerle

günümüz mühendislerin tasarladıkları nanomakineler benzer görünmekle beraber, biçim ve özellikleri bakımından çok farklıdırlar.

Fosiller araştırıldığında bize bazı bilgiler verir: DNA ve RNA nükleik asitlerinde bulunan 4 tip nükleotid tarafından kodlanan 20 tür aminoasitten oluşmuştur proteinler. Her protein bu 20 aminoasidi içerir.İlkel hücrelerde eksiksiz yapı taşı takımları bulunur:esnek ya da katı yapı taşları; elektrik yüklü,yüksüz, asit, baz ya da nötral, büyük veya küçük ve kimyasal

tepkimelere girmeye hazır aminoasitler.

Aminoasitler çok değişik özellikleri olan proteinler oluşturabilirler. Örneğin biçimini kolayca değiştiren çok esnek proteinler ve en zor koşullarda bile biçimi

bozulmayan, katı çapraz bağlarla desteklenmiş proteinler;aşırı asitli ya da aşırı bazik ortamlarda bile görevlerine devam eden çok bazik ya da çok asidik proteinler. Bazı proteinler, karbonca zengin gruplarca kaplanmış olup suyu kovarlar ve yağlı hücre zarlarına yönelirler;diğer proteinlerinse yüzleri polar olup, bunlar sulu sitoplazmaya yönelirler. DNA dizilişinde kullanım 20 aminoasitten ibarettir. Bu kısıtlama karşın çok çeşitli olan

protein görevleri nedeniyle şu an 100.000 olarak tahmin edilip de 30.000 civarında çıkan genlerimizin hata oranı bu kombinasyona göre gene kısıtlanır. 2000'de 1 olan hatalı diziliş oranı neticesinde girmesi gerekenin yerine yanlış bir aminoasit girer. Protein komplekslerinin sentezindeki hatalar,alt birimler ve simetri kullanılarak telafi edilebilir.

Mikro dünyadaki deneyimlerimize nazaran , moleküler düzeyde bükülebilme ve hareket, tehlikeden öte avantajdır. Biyolojik moleküllerin gözlemlenen biçim ve karakterleri, elmasımsı kristal yapılarının,fullerinlerin (C-60 kristali) ve anoteknolojik makinelerin yapımında kullanılacaktır.

KARBON

Yapısında karbon içermeyen canlı yok . Nanoteknolojik ifadelerin dönmesinde karbon bu yüzden büyük role sahip. Bu nedenle karbon nanoyapılar da nanomakinelerin, nanorobotların vazgeçilmez elemanları olacak. Karbon nanoyapılar , bu tür nanosistemlerin yapılmasında tartışmasız tek aday konumunda Nanoteknolojide önemli iki unsur var:

uygun malzeme ve onu işleyebilecek teknik düzenek

Karbon bu bakımdan biçilmiş kaftan. Karbon,üç boyutlu (3B)yarıiletken elmas yapıdan, iki boyutlu (2B) yarımetalik grafite, bir boyutlu (1B) iletken ve yarı iletken nanotüplere ve farklı yapılara sahip bir element.

Karbonun 1B ve 0B yapılar nanometre düzeyinde oldukları için, bu sistemlere nanotüpler ve nanotoplar deniyor; karbon nanoyapıları temelini toplar ve tüpler oluşturuyor. Nanotop ve nanotüplerin elektronikten biyolojiye, ileri

malzemelerden tıbba kadar pek çok uygulama alanı var.Nanotoplar optik sınırlayıcı olarak kullanılıyor; bunlar malzemeleri aşırı ışıktan korumada yararlanılan kaplamalar. Karbon toplar içeren polimerler fotoiletkenlik özelliği gösterdiği için, karbon nanotoplar fotodiyot ve

transistör olarak, ayrıca güneş pillerinde kullanılıyor. En sağlam malzeme olan ve bu yüzden ağırlığının 300 milyon katı bir ağırlığa dayanabilen karbon nanotoplarının kullanım alanları elbette bu kadar sınırlı değil. Hidrojen depolama, yüksek enerjili pil üretimi , manyetik ve optik nanoaygıt yapımında, hafıza elemanı , kapasitör, transistör, diyot,, mantık devresi, elektronik anahtar bunlardan bazıları. İşin mali yönüne değinirsek bir gram nanotop 1500$ civarında.

NANOTIP

1857'de Fransız Louis Pasteur, mayaları keşfetti. Bunlar mikroskopik mantarlardı. Mayalaşma sürecini de o açıkladı. Araştırmalarını bakterilere kadar yaygınlaştırdı. Böylece mikrobiyoloji dalı doğmuş oldu. Salgın hastalıklara karşı antik çağdan beri bilginler çare aramış, ama Pasteur'e gelene dek , kimse mikroskopik organizmaların varlığını kanıtlayamamıştı. Şimdi ise M.Ö 3000 yıllarında Mezopotamya 'da başladığına inanılan tıbbın uğraş alanı olan bu organizmalara nanocerrahlar sayesinde bire-bir müdahale şansı doğdu.

Atomik ölçüde merkezi işlem gücüyle çalıştırma yöntemiyle imal edilen mekanik bilgisayarlarla birkaç yüz tanesi biyolojik hücrelere salınacak. Ve hücrelere zarar veren her şey tamir edilecek yada yok edilecek.

Acısız, sağlıklı....

Bu düş mikroskopik ölçüde sensörler, vitesler, tekerlekler, motorlar ve iletişim kablolarının kombine edilmesiyle gerçekleşecek. Vücudun içindeki düzeni sağlayacak karakollar, kişilerin DNA bilgisinin tam olarak alınmasıyla yapısı anlaşılacak ve yabancı güçlere karşı amansız bir savaş iç mekanizmada başlayacak. Bu AIDS yada diğer biyolojik hastalıklar için bir kurtuluş olabilir. Üstelik plastik cerrahın yaptığı operasyondan çok daha hızlı, acısız, kalıcı iz olmadan... Vücudunuzdaki kalıcı nanocerrahları virüslere bakterilere ve sinir sisteminde tahribatlara yol açan noksan nükleik asidlere meydan vermeden vücudumuzun bağışıklık sisteminden daha etkili olacaklar. Bunun sonuçları ise uzayda ve yüksek atmosferik koşullarda ya da sualtı basıncı gibi zor şartlarda yaşam sistemlerini dayanıklı kılacak.

Nanorobotlar hücrelerdeki virüs ve bakterileri temizleyecekler.

Hücre Tamir Makineleri

Nanotıp için bir basit örnek daha:Anneler ise mucizevi olarak gördükleri doğum anlarını kendini yenileyebilen hücre tamamlayıcıları sayesinde çetrefil halden kurtulacaklar. Bebekler için ise büyük risk taşıyan travmalar bu sayede engellenecek, dünyaya mutlu ve risksiz bir şekilde gelecekler. Bunun anlamını en iyi sezaryenle dünyaya gelenler anlayabilecek herhalde.

Yaşam... Nereye kadar?

Nanoteknoloji sayesinde telaffuz edilen bir kelime daha var: Uzun yaşam. Bunun iki anlamı var. Birincisi biraz önce bahsettiğimiz gibi AIDS, Kanser gibi hastalıkların kaynaklarının Hücre Tamir Makineleri sayesinde yok edilmesi , doğanın atıklardan ve zehirli gazlardan uzak tutulması ve hastanın yaşamının bu sayede uzatılması.

İkincisi ise çoğumuzun bilim-kurgu olarak baktığı, bazen gazete haberlerinde okuduğumuz üzere bir kaç insanın başvurduğu bir yöntem: Hayatı

durdurmak ve ileri bir tarihte yeniden başlamak. Şu an bazı hastalıkların tıbbi olarak çaresi yok. Ve bu hastalıklara sahip insanlar hastalıklarının tedavisini

ileriki yıllarda bulunacağına inanıyorlar. Yaşamlarını durdurup, tedavisi bulunduğu tarihlerde tekrar yaşama döndürülmek istiyorlar. Böylece şu an çektikleri acılardan kurtulmaları

mümkün oluyor. Peki bu nasıl gerçekleşiyor?

Şu an Alcor Enstitüsü ve Cryonics Enstitüsü bu yöntemi gerçekleştirme vaadi veriyor ve bir çok hastası uzun ve sağlıklı yaşamak için onlara

başvuruyor. Bilindiği üzere hücreler vücut ısısı olan 37 derecede ürüyorlar, çalışıyorlar, üretiyorlar. Ancak kalbin durması birlikte vücut ısısı giderek düşüyor ve hücrelerde bir süre sonra görevlerini yerine getiremiyorlar. Çünkü hücrelerin normalde ısısını korumak için antifreeze toksinleri, beyin tarafından gönderilen emirlerin durdurulmasıyla hücrelere gidemiyor. Ve vücut sinir sistemleriyle birlikte biyolojik olarak da ölüyor. Alcor

Enstitüsündeki uzmanlar ise vücuttaki antifreeze yollayan toksinleri hasta normal yaşamını sürdürürken alıyor ve laboratuarlarında hastaya ayrılan özel bölmede tutuyor. Hasta öldükten sonra kısa bir sürede laboratuarlarına götürüyor ve likid

nitrojen(LN2) d

olu tüplere hastayı yerleştirerek donduruyor. Stabilize ortamda hastanın spermleri, derisi doku örnekleri, DNA yapısı başka bir yere naklediliyor ve ileriki bir sürede hastanın doku yapısında nanocerrahlar sayesinde hasarlı DNA'lar, dokular ve hücreler tamir ediliyor. Ve hastanın hastalık taşıyan tüm sorunları bu sayede halledildikten sonra tekrar yaşama döndürülüyor. Nanoteknolojinin buradaki en önemli rolü daha önceden tıbbi olarak müdahale edemedikleri yerlere yani atomlara kadar inebilmeleri.

Kırmızı kan hücreleri arasında dolaşan nanodenizaltılar, virüsleri ve bakterileri

öldürmek için çalışacaklar

Alcor, hastalarını Lityum Nitroksit bulunan tüplere transfer edecek

DNA'ya bağlı iki elektrodla oluşan bir DNA kanyonu

Aslında bu yöntem şu an kanser gibi hastalıkların yol açtığı organ nakilleri için bile tasarlanıyor . Nanorobotların zararlı hücrelere yada DNA'lara nüfus ederek ve kendisini de ihtiyaç dahilinde çoğaltması neticesinde yeni organlar vücuda uyumla hale getiriliyor.

Şu sıralar Ralph Merkle ve Eric Drexler, bir robot kolu tasarlıyorlar. Bu kolda yaklaşık bir toz zerresi büyüklüğünde 4 milyon atom olacak. Hücre tamirinin bu robotlarla gerçekleşmesiyle tıbbi anlamda yenilerine gebe devrimler yaşanacak.

NANOUZAY

Nanoteknolojini uzay programlarının da merceği altında. Naoteknolojinin sunduğu minyatür makineler uzayda yaşam sistemlerini kurmak için gerekli maliyetleri oldukça aşağı çekecek. Bu yüzden NASA nanoteknolojinin kullanıldığı her alandan faydalanmak üzere araştırmalar yapıyor.

Nanouydular

NASA 'nın önde gelen mühendislerinden Peter Panetta 'nın üzerinde çalıştığı bir uydu modeli,yalnızca 30 santim çapında ve 10 santim kalınlığında bir silindir. 2007 yılında bu uydulardan bir orduyu,ayrıntılı ölçümler yapmak üzere Dünya 'nın manyetosfer adı verilen manyetik çekim alanına gönderecek. İlk nanouydu,henüz uçmadı;ama NASA görevlileri,önümüzdeki 5 yıl içinde gereken

teknolojinin olgunlaşacağına inanıyorlar. Projenin yöneticiliğini üstlenen Panetta, olmazı başarmak için teknolojinin sınır bölgelerini dolaşıyor: Mikro-elektronik devreler,veri işleme ve işletim sistemlerinin boyutlarını ve enerji gereksinimlerini düşürecek. İlk başta amaç Dünya yörüngesinde kristal oluşturma deneyleri gerçekleştirmek. Ağırlıkları 1-10 kg arasında olan uydular bildiklerimizin neredeyse 1000'de biri. Mini motorlar,silikon üzerine basılmış bir ateşleme hücresiyle küçük bir egzozdan oluşuyor.Büyük motorların karmaşık yakıt iletim sistemlerini devreden çıkartmak için mini roket motorlarından her biri,kendi kendine yeten bağımsız bir ünite olarak tasarlanmış. Hepsinde, ateşleme

hücresine doldurulmuş tek atımlık bir yakıt bulunuyor. Ateşleme, büyük olasılıkla diyod lazerleri aracılığıyla apılacak, İşi biten motor ise atılacak.

Nanouyduların,yükseklik kontrolü için her birinin ağırlığı bir gramı aşmayan bu mini roketlerden yüzlercesini taşıyabileceği düşünülüyor. Bu Manyetosfer Projesi, NASA'ya 120 milyon dolara mal olacak. Ancak birden Drexler'in üzerinde çalıştığı 4000 atomdan oluşmuş nanorobotlar gen tedavisinde kulllanılacak.

fazla uydu atıldığı için NASA bu fiyattan memnun. Bir uçtan bir uca 40 cm ve yüksekliği 20 cm olan hexagonal şeklinde uyduların yanında bir de AeroAstro firmasının üzerine çalıştığı 1kg 'lık nanouydu modelleri var. Bitsy-SX adını verdikleri bu uydu uzay

mekiklerinin görevlerine talip olacak. Her birinin 50.000 ile 100.000 dolar arasında üretileceğini söyleyen firma yetkilileri güneş sensörleri, lityum-iyon piller, GPS ve radyo alıcıları gibi şimdiden uyduya monte edilmiş ve 1-4.5 Watt lık bir enerji tüketimi söz konusu.

Radyo Eklemeleri Güneş ışığına hassas

assemblerlar

Uzayda Nanogemi İstilası

Uzayda kolonileşmenin yakın olduğu şu zamanlarda moleküler biyoloji ve mikroçip endüstrisiyle paralel olarak gelişen nanoteknolojinin kendini tamir edebilen ve çoğalabilen nanorobot hedefleri ,

kolonilerin inşasında büyük rol oynayacağa benziyor. Bir yandan düşük yerçekimine uygun olması bir yandan pahalı olmaması ve atomlara hakim olma sonucunda gelen canlı üretimi ve klonlama uzay kolonisindeki temel işçilerin nanorobotlar olacağını bizlere gösteriyor. NASA ve ESA'nın hızlı bir şekilde yürürlüğe koymak istediği değişik amaçlı uzay istasyonları da nanoteknoloji kullanılarak yapılacak. Bunlardan bir tanesi de 2005 yılında Merkür'e gönderilmesi tasarlanan Janus Pathfinder uzay

aracının sırtına bindirilecek ve manyetosfer ölçümü yapacak. Star Trek filminde mikro robotlara verilen ad olan "nanite" artık bilimsel bir terim oldu ve Nanomakinelere verilen ad olarak bilim terminolojisine geçti.

Ancak şu an fikirlerde yatan nanorobotların kendi kendilerine üretim yapabilmesi ve düşünebilme yetenekleri, tarihte çok örneği görülen beynin kötü amaçlara yönelmesi sonucu bazı kişilerin gelecek hakkında kaygılı düşünceler beslemesine neden oluyor. Bir yandan da nanoyapılar sayesinde Nobel Ödülü alan kimyacı Richard Smalley'in bir zamanlar Sputnik sayesinde bilime atılması gibi, şimdi de onun eserleri genç beyinleri bilimsel alanlara çekebilir. Zaman bunu anlamamızda bize yardımcı olacaktır.

Nanorobotlar uzayda kolonileşmede önemli rol

NANOEKOLOJİ

Yeşil Çözümler

Endüstri devrimiyle birlikte kaçınılmaz bir şekilde fabrikaların israfa yol açan ürünlerine tanık olduk. Bu ürünler hem yoğun bir işgücü sonucu ortaya çıkıyordu hem de atıklar nehirlerde oluk gibi akıyordu. Etkilerin anlaşılması için ise çok süre geçmedi. Doğanın yok oluşunu o günden bu yana izledik. Kanser, AIDS gibi hastalıklarla birlikte enerjilerin zehir ürettiği bir dünya karşımıza çıktı. Nefes almak gibi sorunlarımız bile ortaya çıktı. Sularımız pislendi arıtma tesisleri gündeme geldi. Yeşil Dünya fantezileri bir çok gençte oluşmaya başladı. Şimdi ise önümüze bir çözüm geldi. Yeşil Dünya'yı tekrar yaratabilecek ihtimalinin yüksek olduğu doğa dostu bir teknoloji .

Moleküler Nanoteknoloji(MNT) ile birlikte hemen yeşil senaryolar yazılmaya başladı. Atıkların, kullanılamaz ürünlerin , kirlilik arz eden ürünlerin, gazların olmadığı senaryolar. Artık karbona, oksijene, hidrojene saf bir şekilde hakim olacağız ve plastikleri, demiri vesaire hammaddeleri nanoteknoloji sayesinde üretme gündeme gelecek. Eğer bir çelik üretecekseniz hurda depolarında demir aramanıza gerek kalmayacak çünkü demir atomu elinizde olacak hem de her yerde bulabileceğiniz demir atomu. Yol masrafından, işçilikten, maliyetten ağır sanayi teknolojisinden çok farklı olarak atom atom çeliği yapabileceksiniz. Bu ne atıkların olmasına ne havaya karışan egzoz dumanlarına ne de hammadde tüketimine yol açacak. Yani tüketmekten çok üretim ön planda olacak.

DOST ENERJİ

MNT sayesinde gündeme gelen Nanoekoloji kavramında , doğanın korunmasını etkileyecek önemli

faktörlerden biri de enerji. Ağaçları yok eden yakıttan su ihtiyacımızı sağlamak için kurulan barajlara, yüksek radyasyonlu güneş enerjisinden nükleer enerjilere kadar bir çok proje tarihe gömülebilir. Suyun ,yakıtın doğanın her zaman yaptığı gibi atomlarla inşa edilmesi karbondioksit, karbonmonooksit ,nitroksit , sülfür dioksit gibi zararlı gazlara güle güle denmesine yol açacak. Asit yağmurları duracak. Ozon

tabakası korunacak . Ormanlar yok olmayacak. Uzmanlar tarafından Temiz enerji, temiz yaşam, temiz düşünce için nanoteknoloji bu anlamda "insanlığın hizmetçisi " konumuna getiriliyor.

DNA tamir makineleri türlerin devam için

kullanılacak

Nanoteknoloji belkide bu görüntülerin yaşanmasını engelleyebilir.

NESLİN SAĞLIKLI DEVAMI

Nanotıp sayesinde DNA ve RNA'ların yeniden yapılandırıcı nanomontajcılar sayesinde türlerin devamı gerçekleşecek. Mikromakinelerin canlının vücudundaki hücrelerde gerçekleştireceği operasyonlar hastalıkların önüne geçebilecek. Bugün nesli tükenme noktasına gelen aslanlar, foklar, dağ gorileri gibi canlıların üreme problemleri için hem sağlıklı bir yaşam vadeden hem de sorunlu DNA'lardan kaynaklanan genetik hastalıkların ve ölümlerin önüne geçeceğini söyleyen nanoteknoloji atomik boyutlarda nanorobotlar çözüm arayacak.

Cennetle Evlilik

Nanoteknolojinin gelişmesiyle birlikte insanlığın karşısına gelebilecek olası

tehlikeler büyük olmaktan çıkabilir. Şu anda gelecek bilimcilerin saydığı nükleer savaş tehlikesi, dünyaya astreod çarpma ihtimali, AIDS gibi biyolojik hastalıkların hızlı

yayılması insan türünü ve dünya'yı yok olma sürecine itecek olayların tedbirleri

nanoteknoloji sayesinde atılacak.

Hastalıklarla yok olan insan türünü tekrar sağlıklı DNA klonlamasıyla üretmek, astreoid tehlikesine karşılık ekolojik ortamı uzayda sağlamak nanoteknolojinin ilgi alanına giriyor. Yeniden ve aşağıdan yukarıya inşa edilecek yapılarla yepyeni bir dünya kurmak nanoteknoloji sayesinde mümkün olabilir. Tek bir molekülden önce 2 sonra 4,8 ,16 ....2n şeklinde bir RNA üremesi bir çok jenerasyona hayat verecektir. Bugün gen mühendisliği sayesinde bakterilere hormon yaptırılıyor, tarım bitkilerine hastalığa direnç gösterici genler ekleniyor ve yapay yapılar oluşturulabiliyor. Şu an da Doğa'nın bize verdiği ders verici doğal yapılar bizlerin nanomakineler yapmak için tasarımlarımızda ilham

alacağımız ibretler olacağı kuşkusuz.

Nanotaneciklerin büyük yüzeyleri, kendilerini kimyasal reaksiyonlar için katalizör durumuna getirdikleri biliniyor. Kararlı yapıları denetlenen atomlar,bir araya gelmiş elementlerden daha etkin durumda. Örneğin bir kaç nanometre büyüklüğünde altın parçacıklarının tepkimelerde katalizör görevinde bulunması onları ekoloji alanında kullanılmaya itmiş. Japonlar tarafından geliştirilen bu yöntem sayesinde tuvaletlerdeki kötü kokuları giderici "koku öldürücüler" yaratılmış. Bu alanın ileriye etkileri ise atıkların ve çöplerin temizliğine kadar gidebilir.

Temiz su , temiz orman, temiz hava Eric Drexler'in dediği gibi nanoteknolojiyle olacak mı?

NANOTEHLİKE

Büyük umutlar büyük paralar...

Japonya 2001 yılı içerisinde nanoteknoloji

alanında yaptığı araştırmaları yüzde 41 oranında

artırarak 396 milyon dolara yükseltecek. Amerika

nanoteknolojiye 423 milyon dolar ayırdı.

Uzakdoğu ülkelerinde , Kanada'da Amerika'da

Almanya'da, İngiltere'de, Rusya'da yatırımlar

peşi sıra geliyor.

Bu paralar nanoteknolojinin neredeyse her alana

giren ilgi alanları yüzünden çok fazla rakamlara

ulaşabiliyor. Tıp, insan, ekoloji uzay , robot,

bilgisayar...

Durum böyle olunca ülkelerin yatırım planları

nanoteknolojinin ucuzluk ve kolaylık sunduğu yöne doğru oluyor.

Ülkelerin nanoteknolojiyi sokmak istedikleri, daha doğrusu soktukları bir yer daha

var: Savunma ve Saldırı Araçları

Minik robotların roket, füze , casusluk alanında

kullanmayı planlayan beyinler nanoteknolojiyi ,

atom bombası gibi ülkelerin güçlülük gösterisinde

önemli rol oynayacağını düşünüyor.

Nanoteknolojinin öncüsü Drexler'in kaygılarının ana

teması da savaş alanında fikirlerinin kullanılması.

Onun fikrine göre füze veya uzay istasyonu imalatı

normalde çok pahalı ve yüksek teknoloji ürünü

olması nedeniyle siyasi güç dengesini bozuyor. Oysa

nanoteknolojiyle kimyasal silahların ya da casusluk

aracı olarak kullanılması laboratuarlarda

gerçekleşeceği için her ülkenin sahip olabileceği bir

güç. İşin tehlikeli yanı da burası. Gelecekbilimcileri

3. Dünya savaşının çıkma sebebinin büyük bir ihtimalle nanoteknoloji olacağını öne

sürüyorlar. Dinleme cihazlarından gizli kameralara, radarların baştan

denetlenmesini gerektirecek bombalar, roketler hep nanoteknolojinin marifeti

olacak.

Drexlerin genetik ve bilgisayar sistemleri için düşündüğü nanoteknolojinin bu

alanlara kayması tarihe bakıldığında çok normal karşılanabilir. Fakat iş sırf savaş

alanında da bitmiyor. İnsan DNA'sını tamir eden nanorobotlar aynı zamanda hasar

Japonların geliştirdiği 1 mm lik mikro-araba, mikro ürünlerin askeri

alanlara kayması için örnek teşkil edebilir.

Madeni para büyüklüğündeki bu robot belki doğal felaketlerden insanları kurtarmak için belki de

düşmanları gözetlemek için kullanılacak.

da verebilir. Kimyasal silahlar baştan nanoyapılar sayesinde ele alınabilir.

Klonlamalar, çok sağlıklı askerler ve beyinler hep korkulu rüyalarımız olacağa

benzer.

Uzay seyahatlarini düşünen insanların

bunları düşünmesi de çok normal.

Bilim-kurgu romanları bile savaş öğelerini artık

nanoteknolojiye göre yazmaya başlamışlar.

Senaryolardan birisi de Drexler'in ütopik

dünyasını anlattığı "Engines of Creation" adlı

kitabındaki robotların halı, süpürge, bitki,

meyve gibi hemen hemen her şeyi atomlarla

inşa edebilmesinden bahsetmesi nedeniyle ortaya çıkıyor. Fikirlerinin kötü amaçlı

olarak kullanılabileceğini söyleyen Drexler'in nanoteknoloji endüstrisini ortaya

çıkarması, minik robotlarının gün gelip tıpkı filmlerdeki gibi ordu gibi çoğalıp insan

türünü yok etmeye yönelik eylemlere girişebileceği. Ancak bu senaryonun bilim

camiasında onay görmediği söylenebilir. Bilim adamları doğanın bile kendini

kopyalayabilen nanoölçekli bir yapıyı yaratmadığını söylüyor. Canlıların üremek

için yine canlı bir sisteme ihtiyaç duyacaklarını ve kendisini kopyalayabilen

nanorobotların gerçekleşme ihtimalinin kimya yasalarına göre imkansız olduğunu

söylüyorlar.

Ve bir diğer senaryo daha. Kapitalist devletlerin bu alana yaptıkları hızlı yatırım

aslında 2. Dünya ülkelerini bu teknolojiyi elde edene kadar mağdur edebilir.

Arkadan gelecek olan ülkelerin ürünlerini çok daha önceden yapabilecek olan

kapitalist devletler atom atom mısırı, şekeri, petrolü, elmayı yapabilir. Bu da

ithalat-ihracat dengelerini ciddi bir biçimde sarsacaktır.

Durumun ciddi olduğunu anlayan hukuk adamları ise nanoteknoloji yasasının da

insan klonlama, kolonileşme, yada DNA şifrelerinde gösterilen hassasiyet

ölçüsünde değerlendirilmesi gerektiğini belirtiyorlar. Hükümetlerin kendi

aralarında ortak olarak değerlendirip hakem kurulu önünde karara bağlayacakları

bu durum ceza, idari ve çevresel olarak belirlenmesi şart.

Tüm saydıklarımızın gerçekleşme zamanı nedir sorusunun cevabını yine

nanoteknoloji uzmanlarının tahminleri veriyor:

Birge Brenner Drexler Hall Smalley

Moleküler

asembler 2005 2025 2015 2010 2000

Nanobilgisayar 2040 2040 2017 2010 2100

Hücre tamiri 2030 2035 2018 2050 2010

Nanoteknoloji

kanunları 1998 2036 2015 1995 2000

Bütün bunlar birlikte karşıt fikirlerin ortasında kalan bizler hastalıkları tedavi edici

doğa dostu ve yok etmeyen bir teknoloji mi yoksa tam tersi mi olduğunu yine

beynin ne amaçla çalıştığı zamanı gördüğümüz zaman anlayabileceğiz.

NANO GALERİ

Kaynaklar&Web Linkleri

Uzay uydularının nanomakinelerle yapan Aeroastro firmasının resmi sitesi http://www.aeroastro.com/

Richard Feynman'ın 1956 yılında nanoteknolojinin haberini veren konferans içeriği http://www.zyvex.com/nanotech/feynman.html

Nanoteknolojinin öncüsü Eric Drexler'in "Engines Of Creation " kitabının online versiyonu http://www.foresight.org/EOC/

Nanoteknoloji hakkında farklı kullanım alanlarına yönelik kaynakların ve makalelerin bulunduğu oldukça populer bir site

http://nanozine.com

Nanobiyoloji hakkında karbon yapıları ve hastalıklı hücrelerin yapılarını inceleyebileceğiniz akademik kaynaklı bir site

http://nano.med.umich.edu/homepage.html

ForeSight enstitüsünün , sanatın ve tıbbın ortak olarak işlendiği araştırmacılar için geniş içerikli bölümü