Bu içerik Geleceği Keşfedenler’den Burak Ünal tarafından hazırlanmıştır.

Nanoteknoloji, günümüzde en popüler bilim ve teknoloji alanlarından biridir. Nanoteknoloji, nano boyuttaki teknolojik uygulamaları kapsamaktadır. Tıp, astronomi, mühendislik gibi pek çok alanda nanoteknolojiden yararlanılmaktadır. Sürdürülebilirlik ise doğa dostu kaynakların insanların ihtiyaçlarını karşılayabilecek şekilde kullanılmasıyla ekosistemin korunmasını ve ekonomik kalkınmayı hedefleyen uygulamalardır. Sürdürülebilirlik, son zamanlarda ekosistemin de bozulmaya başlaması ile büyük bir önem kazanmış ve en çok tartışılan konular arasına girmiştir.

Nanoteknoloji ve sürdürülebilirliğin birleşmesi, ekosistemi korumak için atılabilecek en stratejik yaklaşımlardan biridir. Nanoteknolojiden yararlanılarak üretilen sistemler ve programlar sayesinde hem ekolojik dengenin bozulması azaltılabilir hem de mevcut sistem ve programların optimize edilmesi sağlanabilir. Bu bakımdan nanoteknolojinin ekolojik dengenin korunması üzerinde büyük etkisi bulunmaktadır. Bu konuda pek çok ulusal ve uluslararası çalışma ve uygulamalar geliştirilmekte ve gelecek nesillere temiz ve güzel bir dünyanın bırakılması hedeflenmektedir. Fosil yakıtların kullanımın azaltılması, yenilenebilir enerji kaynaklarının kullanılması vb. konularla ilgili seminerler ve konferanslar düzenlenmekte ve başta gelecek nesiller olmak üzere tüm insanlığa ekosistemi koruma bilinci kazandırılmaya çalışılmaktadır.

Buna ek olarak bu konuyla ilgili yarışmalar, yenilikçi projeler, müzakereler vb. akademik ve sosyal çalışmalar yapılarak hedefler gerçekleştirilmeye çalışılmaktadır. Bu çalışmalar ve uygulamalar, bilim dünyasına yeni kapılar aralamakta ve alışılagelmiş üretim-kullanım süreçlerinin değiştirilmesine öncülük etmektedir.

Bu proje, nanoteknolojik uygulamaların sürdürülebilir kaynakların kullanımına etkilerini somut olarak ortaya koymayı ve buna bağlı olarak ortaya konulan sonuçların ekolojik dengeye ne gibi katkıları olabileceği hakkında spesifik ve stratejik bilgileri derlemektedir. Bu bağlamdan hareketle proje, bireyin bu sistem ve programlar hakkında bilgi sahibi olmasını ve özgün inovatif fikirlerin ortaya konulmasını hedeflemektedir. Buna ek olarak  proje; bilimsel araştırma basamaklarına uygun bir projenin ortaya konulması, bilimsel araştırma yapılırken dikkat edilmesi gereken noktalar ile ilgili spesifik bir çalışma gerçekleştirme amaçlarını da güden çok yönlü bir projedir. Belirtilen hedefleri görsel-yazılı kaynaklar ve Web 2.0 araçları aracılığıyla gerçekleştirileceği öngörülmektedir. Bu sayede aktarılan bilgilerin ve yeni verilere ulaşma yöntemlerinin, bireyde daha kalıcı ve somut olması hedeflenmektedir.

Günümüzde artan çevre sorunları, ekolojik dengenin bozulması, doğal kaynaklarının hızla azalması gibi etkenler; sürdürülebilirlik ve teknoloji dalları arasında bir bağ kurmayı zorunluluk haline getirmiştir. Bundan hareketle, nanoteknolojik uygulamaların sürdürülebilirlik alanında daha etkin hale gelmesi ve bu alanda inovatif fikirlerin ortaya atılması ekosistem için büyük bir önem arz eder. Sürdürülebilir nanoteknolojik uygulamaların yaygınlaştırılması ile çevresel sorunların sebep olduğu olumsuz faktörlerin minimum düzeye indirilmesi ve doğal kaynakların tasarruflu kullanılması hedeflenmektedir. Nanoteknolojik uygulamaların sürdürülebilirlik açısından çevreye pek çok olumlu etkisi bulunur. Bu etkilerinden bazıları şu şekildedir:

• Karbon salınımını azaltarak atmosferdeki sera gazlarının oluşumunu azaltır.
• Su, güneş, rüzgar gibi doğal kaynaklardan verimli enerji üretilmesini sağlar.
• Verimli tarım ürünlerinin elde edilmesi esnasında yararlanılır.
• Biyobozunur malzemelerin üretimi için yararlanılır.
• Nanotüpler, nanopartiküller gibi parçalar ile su arıtma sistemlerinde sıklıkla kullanılır.

Nanoteknolojik sistem ve uygulamaların sürdürülebilirlik alanındaki olumlu etkilerinin ardından, bu sistem ve uygulamalara gösterilebilecek bazı örnekler, örneklerin kullanım alanları ve örneklerle ilgili detaylar şu şekildedir:

1. Malzeme Üretimi: Grafen

Grafen, karbon atomlarının altıgen şeklinde düzenlenmiş tek bir atom kalınlığındaki tabakasından oluşan bir nanomalzemedir. Grafen; çeşitli yönleriyle biyomedikal, malzeme bilimi, uzay ve havacılık, otomotiv sanayi, savunma ve güvenlik gibi pek çok alanda kullanılmaktadır. Grafenin olumlu yönlerinden bazıları şunlardır:

• Dayanıklı, esnek ve hafif bir malzemedir.
• Isıyı ve elektriği iyi iletir.
• Zararlı partiküllerin çeşitli bileşenlerden ayrılmasını sağlar.

Bu gibi nedenlerle grafen pek çok sektörde sıklıkla tercih edilir. Nanotüplerin üretiminde, güneş panellerinin yapımında, su arıtma sistemlerinde, protezlerin üretiminde vb. uygulamalarda grafenden yararlanılır.

1. Temizlik ve Arıtma Sistemleri-Nanotüpler ve Nano Filtreler

Nanotüp ve nanofiltreler, çeşitli bileşiklerde bulunan zararlı bileşenleri ortadan kaldırmak, ayırmak için kullanılan nanoparçalardır. Bu parçalardan en çok su arıtma sistemlerinde yararlanılır. Suyun içinde bulunan zararlı mikroorganizmaları ve kimyasal bileşenleri ortadan kaldırarak temiz suyun elde edilmesini sağlar. Yapılarında genellikle karbon ve bor elementleri bulunmaktadır. Bu sebeple çeşitli kimyasal özellikleri bulunur ve bu özellikleri ile farklı endüstrilerde sıklıkla kullanılırlar. Arıtma sistemlerinin dışında enerji üretimi ve depolanması, çeşitli biyomedikal uygulamalar vb. alanlarda da bu parçaların kullanımı gözlemlenir.

1. Tekstil ve Giyilebilir Teknoloji-Akıllı Giysiler

Akıllı giysiler, insan vücudundaki çeşitli biyolojik ve kimyasal olayların ve durumların takibini yapabilen, vücuttaki ani değişimlerle ilgili verileri dijitalleştirerek grafik, tablo gibi yöntemlerle somutlaştırabilen çok kullanışlı giysilerdir. Akıllı giysiler özellikle sporcular tarafından tercih edilmekte olup başka çeşitli özelliklere de sahip olabilirler. Örneğin eskrim sporcuları, ellerindeki kılıçlarla rakiplerine kaç kere dokunduklarını kıyafetlerindeki özel sensörlerle gözlemlerler. Bu durum, akıllı giysilerle gerçekleşir. Ek olarak güvenlik ve savunma gibi alanlarda da akıllı giysilerden yararlanılır.

1. Gıda ve Ambalaj Üretimi-Nanoteknolojik Gıda Ambalajları

Gıda ürünleri, her ne kadar gerekli önlemler alınsa ve koşullar sağlansa da çeşitli durumlar yüzünden bozulabilir. Bu sebeple ambalajlar, gıda ürünlerinin sağlam ve taze kalmasında önemli rol oynar. Çünkü ambalaj, gıda ürünlerinin kıyafeti gibidir. Nanoteknolojik olarak geliştirilen gıda ambalajları da gıda ürünlerinin uzun ömürlü, taze ve sağlam kalmasında pratik bir kullanım sunmaktadır. Bu ambalajların üretiminde nanokompozitler ve kil nanotüplerinden yararlanılmaktadır. Kil nanotüpleri, bu ambalajların fayda sağlamasındaki en temel unsurlardandır.

• Biyobozunur ambalajların üretiminde,
• Antimikrobiyal ambalaj üretiminde

nanoteknolojiden yararlanılır.

Bu uygulama ve sistemler, nanoteknolojinin sürdürülebilirlikteki önemini doğrudan yansıtan sistem ve uygulamalardan bazılardır. Bu örneklerden de açıkça gözlemlenir ki nanoteknoloji, sürdürülebilirlik yaklaşımında çok önemli bir yere sahiptir. Verimli enerji üretimi, doğa dostu sistemlerin geliştirilmesi gibi faydalar sağlaması da bu yaklaşımın stratejik önemini günbegün arttırmaktadır. Bu konuyla ilgili ülkemizde ve yurt dışında pek çok uygulama ve sistem geliştirilmekte ve sürdürülebilirlik alanında yenilikçi fikirler ortaya atılmaktadır.

Nanoteknolojinin sürdürülebilirlikte yeri ve önemi somut örnekler ile gözler önüne serilmiştir ve serilmeye devam edilmektedir. Nanoteknoloji, sürdürülebilir enerji üretiminde ve çeşitli kompleks sistemlerin üretiminde insanlara fayda sağlamaktadır. Aynı zamanda birçok uygulamanın optimizasyon sürecinde rol oynar. Lise ve üniversite öğrencilerinin, konu hakkında daha fazla bilgi sahibi olması ve bu alana yönlendirilmesi için farkındalık oluşturma projeleri de ülkemizde ve dünyada devam etmektedir. TEKNOFEST yarışmaları gibi kapsamlı ve büyük yarışmalarda nanoteknoloji alanına da yer verilmesi ülkemizdeki farkındalık ve teşvik projelerinden biri sayılabilir. Buna ek olarak robot ve yapay zeka yarışmaları, siber güvenlik yarışmaları ve çeşitli projelerde de nanoteknolojiden doğrudan yararlanılabilir.

Nanoteknolojinin çok kapsamlı olması, hayatımızdaki çeşitli sorunlara çözüm aramamızda bizlere kolaylık sağlar. Sürdürülebilirlik ile iç içe olmaları, bu alanın stratejik önemini artırmaktadır. Çünkü günümüzdeki problemlerin başında sürdürülemeyen enerji kaynaklarının kullanımı gelmektedir. Fakat şunu da unutmamak gerekir ki sürdürülebilirlik, sadece enerji üretimi değil aynı zamanda doğa dostu olan pek çok uygulamayı da kapsar.