Arkadaşlar,

Bu konuyu irdelemenin vakti geldi de geçiyor.

Ünal Çarpaner

Nanoteknoloji Hayatı Nasıl Değiştirecek?

Süs köpeğinizin aç/kapa düğmesi olacak. Arabanız değişik ihtiyaçlarınız için şekil değiştirebilecek. Görünmez bir el buzdolabından 10 dakikada bir dolan meşrubat şişenizi size getirecek. Tıpkı faks cihazının bu gün bir belgeyi basması gibi her çeşit tüketim maddesini üreten "madde faksı" cihazınız olacak. Mikrodalga fırınınız leziz yemekler yapabilecek. Tabağınız, elbiseleriniz ve eviniz kendi kendini temizleyebilecek. Yapay, nüfuz edilemez bir bağışıklık sisteminiz olacak ve AIDS, EBOLA hatta nezle virüsleri size etki edemeyecek. 50 yaşındayken kendinizi 25 yaşında hissedeceksiniz. Avrupa`dan ABD`ye 15 dakikada, 7 günde de Mars`a gidebileceksiniz. Etrafınızdaki eşyalar süper dayanıklı elmaslardan imal edilecekler; sınırsız hesaplama ve işlem gücüne sahip olacaklar ve hareket eden parçaları sadece birkaç atom genişliğinde olacak. Dünyayı kirleten sanayiler geçmişte kalacak ve gerçekten "yeşil" bir dünyaya sahip olacağız.

Elektronik dünyasının itici motoru minyatürleşmedir. Daha küçük materyallerle çalışma yöntemleri geliştikçe inşâ teknolojimiz, eninde sonunda molekülleri tek tek bağımsız olarak maniple edebilecek derecede, varlığın temel taşları olan atomlara kadar uzanacak. Aslında dünya üzerinde milyonlarca yıldır doğal nanoteknoloji yöntemi kullanıla gelmektedir. Bir patates aslında toprakta, hava, su ve çeşitli mineral atomlarının bir araya getirilmesinden oluşmuştur ve kendi kopyasını türetebilen yaşayan organizma, dolayısı ile organizasyondur. İster biyolojik, ister sentetik olsun, kendini türetmenin sırrı, önceden imâl edilmiş inşâ bloklarıdır. Biyoloji (doğal biyoteknoloji) atomları kullanır... yakında biz de kullanacağız. Bu da moleküler nanoteknoloji denen kimya ve mühendisliğin evliliği ile olacak.
"Kömür atomlarını yeniden tanzim ederseniz elmas, kum atomlarını yeniden tanzim ederseniz de bilgisayar yongaları elde edersiniz" Merkle

Nanoteknoloji, nanometrik (Nanometre metrenin milyarda biri, milimetrenin de milyonda birine denk gelen bir ölçü birimidir) boyutlardaki cisimlerle yapılan çok çeşitli araştırmalara verilen ortak addır. Bununla birlikte nanoteknoloji, mühendislikle kimyayı bir araya getiren melez bir bilim dalıdır.

Atomlar evrendeki her şeyin yapı taşlarıdır. Biz ve etrafımızdaki her şey atomlardan müteşekkildir. Vücudumuz, yaşayan milyonlarca hücrenin (yani doğal nanomakinelerin) bir araya gelmesinden oluşan bir organizmadır aslında.

Arkadaşlar,

Bu konu hepimizi ilgilendiriyor.
Gelecek çok farklı olacağa benziyor.
Herkesin katılımı ile bu konu hakkında mümkün olduğunca bilgi sahibi olalım.
Elin oğlunun çalışmaları ile yaptıklarını en azından biz okuyarak bilmeye çalışalım.

Ünal Çarpaner

Arkadaşlar,

İlginizi bekliyorum.

Atomlar ne kadar küçüktür?

Eğer dünyayı dolaşmak için ekvator çevresinde hiç durmadan, uyumadan, dinlenmeden yürüseniz, bu mesafeyi kat etmeniz 250 gün veya 12,500 saat sürecektir. Eğer bir futbol topunu alıp onu dünya kadar büyütseniz, içindeki atomların boyutu sadece üzüm taneleri kadar olacaktır.
Atomlar ve moleküller birbirine tutunurlar, çünkü bunu sağlayan tamamlayıcı (lego oyuncakları gibi birbirine geçici) yapılar vardır. İşte atomlar gerek anahtarkilit denilen sistemle gerekse çekim kuvveti eli bir araya gelirler. Tıpkı mıknatıslarda olduğu gibi, pozitif yüklü atom negatif yüklü atoma yapışacaktır. Tabiatta, atomlar arası bu ilişki sürekli yaşanmaktadır. Nanoteknolojinin amacı ise, insanlara atomik bazda maddeye müdahale gücü ve yeteneği kazandırmaktır.
20. yüzyılın başında Henry Ford, 1000 hektarlık bir arazi üstüne dünyanın ilk seri üretim tesisini kurdu. Otomobil sektöründe "üretim bandı" teknolojisi kullanılarak, üretimde etkinlik, zamanda da tasarruf sağladı. Tesis; demir ocaklarından, çelik imâlathanesinden, cam fabrikasından oluşmaktaydı ve 150 km. uzunluğunda bir raylı taşıma sistemi, üretim hattını besliyordu. Büyüğün daha iyi olduğunun düşünüldüğü eski zamanlarda bu metodun en etkin üretim modeli olduğu söyleniyordu.

Ford`un bu üretim tesisi 21. yüzyılda doğup büyüyenler tarafından çok garip karşılanacak. Zirâ seri üretim bantları atomik boyutlara inmiş olacak.

İmâlatın kusursuzluğunun sınırı atomik seviye olarak görünüyor. 1959`da Ricard Feynman`ın; "Tabanda yeterli alan mevcuttur" ifâdesinde belirttiği gibi, atomik ölçülerde kusursuz makinelerin tasarım ve üretimlerinin yapılmasına hiçbir fiziki engelin mevcut olmadığı görülmektedir. Günümüzde artık belirli özel şartlar altında tek tek atomları maniple edebilmekteyiz. 1992 yılında IBM araştırmacıları nikel kristal bir yüzey üzerine bağımsız ksenon atomlarını kullanarak "atomikgüç mikroyazı" tekniğiyle "IBM" yazmayı başardılar. Bu çözünürlükte işleyebilen makineler yapılabilme yeteneğini kazanmak gerçekçi ve geçerli bir önermedir. K. Eric Drexler "Nanosistemler" adlı kitabında bu tür mekanizmaların muhtemel başarı, başarısızlık ve şartlarını (termal gürültü, kuantum muğlaklıkları gibi) târif etmişti. Ne de olsa yaşayan ve başarılı olan delillerimiz var: Biyolojinin yani bizatihi hayatın kendisi, moleküler seviyede işler ve mini canlı mekanizmalarla (bağışıklık sistemi, mikroplar, virüsler, hücreler) kendini idâme ettirirler. Moleküler mekanizmaların şeker formunda hafif enerji depolayabildiklerini, dev ağaçlar ve balinalar gibi makro yapıları bir araya gelerek oluşturabildiklerini, kendilerini çoğaltabilme (bazı bakteriler 15 dakika içinde kendilerini kopyalayabilirler) yeteneğine sahip olduklarını, karmaşık ve mahirâne kimyasal değişimler (transformasyon) gerçekleştirmeyi yürütebildiklerini (insan karaciğeri örneğinde olduğu gibi) uzun zamandır biliyoruz.
Nanoteknoloji, emsali görülmemiş özellikleri olan yeni aygıtları üretmek için atomların ve moleküllerin bildik fiziki özelliklerini kullanacaktır. Atomlar eskimezler ve o kadar küçüktürler ki, teknolojimiz onları tam mânâsıyla görüntülemeyi ancak başarabildi. Atomlar Bing Bang`da (Kainatın başlangıcındaki büyük patlama) yoğunlaştıklarından beri yepyeni ve gıcır gıcır temizler. Bing Bang`de 92 çeşit atom (tespit edilebilen elementler) meydana geldi ve her bir tip atom diğerlerinden farklı yapıdadır. Bu atomların elektronik olarak birbirleriyle bağ kurmalarını ve bir arada durmalarını sağlayan (tıpkı LEGO oyuncakları gibi) müthiş, bir özellikleri vardır. İşte bunlar daha önceden imâl edilmiş inşâ bloklarıdır. Eğer bağımsız atomları ve molekülleri bir yapılanmada (mekanik kimya) kesin ölçülerde ve dakiklikte bir araya getirebilirsek, bu buluş "programlanabilir kendinden inşâ olan (belki türeyen) makineler çağı"nın başlangıcı olacak ve endüstrimiz daha önce hiç erişemediğimiz bir boyuta taşınacak.

Nanoteknoloji ile eşya üretebilmek için atılması gereken 3 adım vardır:

1. Bilim adamları bağımsız atomları tek tek maniple edebilmeliler. Bu demektir ki, tek bir atomu tutup istenen noktaya getirebilmeyi sağlayacak bir tekniğin geliştirilmesi lazım.

2. İkinci adımsa, nanoölçekli gözlem yapabilen, atomları ve molekülleri isteğe göre maniple etmeye programlanabilen iş makineleri, yani "derleyici"ler (assembler) üretmektir. Tek bir derleyici için bir tek eşyayı, atomları tek tek bir araya getirerek üretmek, belki milyonlarca sene alır. Bu yüzden, kabul edilebilir bir zaman çerçevesinde eşya üretebilmek için trilyonlarca derleyicinin kullanılması gerekir.

3. Üçüncü adım olarak da, yeterli sayıda derleyiciyi elde etmek için varolanı sayısız kez "çoğaltmaya" , "kopyalamaya" programlanabilecek "çoğaltıcı"ları (replicator) geliştirmek gerekir. Trilyonlarca derleyici ve çoğaltıcı bir milimetre küplük bir alanda bir araya gelse dahi çıplak gözle göremeyiz. Otomatik bir şekilde belirli bir ürünü üretmek için bu nanomakinelerin trilyonlarcası bir arada çalışarak geleneksel emek ve üretim kalıplarını değiştirecekler, üretim maliyetini neredeyse sıfıra indirgeyecekler, bolluk sağlayacaklar ve ürünler hiç olmadıkları kadar ucuz ve sağlam olacak.

Yani, atomları ve molekülleri maniple edecek (taşıyacak, yerleştirecek, eklemlendirecek) küçüklükteki ilk robot kolun yapılmasıyla nanoteknolojinin ilk aşaması gerçekleşmiş olacak. Böyle bir minyatür robot kolun ürettiği robot kollarda kendi benzerlerini ve diğer nano ölçekli aygıtları yapacaklardır. Sayıları trilyonlara ulaştığında da süper nano bilgisayarlar tarafından kontrol edilen bu sürü ile objeler çabucak oluşturulabilecek.
Atomik boyutlarda, kusursuz makineler üretebilme yeteneği kazanma acaba ne anlama geliyor? Drexler`in "Yaratılışın Makineleri ve Geleceğin Bağlarının Koparılışı" isimli kitabında bu ihtimaller üzerinde duruluyor.

Nanoteknoloji ile akla gelebilecek hemen hemen her şey imâl edilebilir. Nanoteknoloji ile üretilebilecek, fizibilitesi mümkün, binlerce konudan akla ilk gelen birkaçını ise şu şekilde sıralayabiliriz:

Fiziken gerçekleştirilmesi mümkün her şeyi, saatler içerisinde yapabilen masa üstü fabrikaları kendilerinin kopyaları da dahil benzeri görülmemiş varlık ve kaynak imâl edebilecekler.

Bütün eşyalar atomlarına kadar ayrılıp tekrar daha yararlı malzemelerin üretilmesinde kullanılabileceğinden mükemmel geri dönüşüm sağlanmış olacak.

Kendi kendini imâl edebilen tüketim malzemeleri

Günümüzün bilgisayarlarından milyarlarca kez hızlı "Muhteşem bilgisayarlar"... Bu ifade, nanoteknoloji ile üretilecek bilgisayarlara ithâf edilen addır. Mikroskobik moleküler bilgisayarlar enformasyon teknolojisi dünyasında bir devrim yaratacaklardır. Moleküler bilgisayarlar sadece hesap ve işlem yapmayacaklar, aynı zamanda kendilerini çoğaltabilecekler de.

Microinşa yöntemiyle özel işlevler için micromakine yapımı büyük bir potansiyele sahip. Bir örnek olarak deniz suyunu temizleme ve tuzdan arındırma verilebilir. Nanomakineler, aktive edilmiş karbon atomlarından, genişlikleri metrenin milyarda biri kadar olan "mikroborular" üretmekte kullanılabilirler. Elektrik akımıyla harekete geçirilen bu borular deniz suyundaki sodyum ve klorid atomlarını ayrıştırabilirler. Bu teori şu an proje aşamasına geçmiş durumda. Boston Üniversitesi`nde bağımsız bir grup araştırmacı konu üzerinde çalışmakta ve bu senenin sonuna kadar prototipin üretilmesi umulmakta.

Aşırı derecede garip ve alışılmamış buluşlar (bugün mümkün olmayan malzemelerin ve maddelerin üretilmesi)

Soyu tükenmiş bazı hayvan ve bitki türlerinin tekrar türetilmesi

Dünyadaki her çocuk için yüksek seviyede eğitimin sağlanabilmesi

Dünyadaki çevre kirlenmesinin önünün alınması ve mevcut kirlenmiş kaynakların otomatik olarak temizlenmesi

Medikal Nanoteknoloji alanında sanal olarak hastalıkların önüne geçilmesi ve yaşlanmanın yavaşlatılması mümkün olabilir. Bir süper bilgisayar tarafından kontrol edilen ve vücudumuzun yapay bağışıklık sistemini oluşturacak nanobot ordularının üretilmesi; moleküler seviyede hücrelerin tamir edilmesi, DNA`yı işleyebilecek hatta yaşlanmayı durdurabilecek robotların üretilmesi teorik olarak mümkündür.

Ana artellerinizde ve daha küçük damarlarınızda gezinen mini robotları düşünün. Vücudunuza bir defa zerk edildikten sonra çalışmaya programlanan nanobot sürüleri kan dolaşımı ile (damarları otoyol, kanı taşıt olarak kullanarak) istenilen bölgelere gidip hep beraber hasar görmüş bir organı veya dokuyu tamir edebilecek, tıkanan damarları açabilecek veya hastalıklı hücreleri tahrip edebilecekler. Artık kalp krizi riskinden, enfeksiyona bağlı hastalıklara kadar bir çok rahatsızlıktan kurtulacaksınız.

Vücuda zerk edilecek programlanabilir makinelerin kullanımları sonsuz olabilir. Hatta vücuda ek bir bağışıklık sistemi de kazandırabilirler. Hedef hücrelerin özellikleri programlandığında, mesela grip virüslerine saldırabilir ve bünye hastalanmadan virüs istilasını durdurabilirler. Aynı zamanda vücuttaki her bulguyu rapor edip doktorluk da yapabilirler.

Güvenli ve makul ücretli uzay seyahatleri

Asfalt yerine yüksek etkinlikli ve kendini türetebilecek solar hücrelerden oluşan yollar dünyadaki enerji üretimini dörde katlayabilir.

Moleküler gıda sentezi (kıtlık ve açlığın önlenmesi)
Kendi kendini inşa eden çevreci yeşil evler insanları tabiata geri döndürebilir.
Nanoteknolojinin çevre konusunda olumlu bir potansiyeli mevcuttur. Mesela uçabilen nanobotlar, delinen ozon tabakasını tamir etmeye programlanabilirler. Temiz su kaynaklarını kirleten maddeler ayrıştırılabilir, denize dökülen petrol çözülebilir. Dahası, atomik seviyede üretim yapılacağından çevreye verilecek zarar minimum olacak. Yenilenemeyen kaynakların tüketimi azalacak, zira nanobotlar muadillerini başka maddelerden üretecekler.
Kısaca, garajınızda veya kilerinizde atom yığınlarından tüketim ürünlerinizi kendiniz üretebilirsiniz.

Arkadaşlar,

İlgilenen varsa bu yazıların devamını tek seferde de gönderebilirim.

unal.carpaner@cozumpetrol.com

devamı var

ilgilenen yok herjhalde

devamını isteyenler mesaj bırakabilir