Bir zamanlar bilim kurgu alanı olan nanoteknoloji, bugün hafife aldığımız teknolojinin çoğunun temelini oluşturuyor. Nanoteknoloji ve malzeme kullanımı olmadan, yarı iletkenler, hafif uçaklar, hatta birçok modern ilaç var olamazdı. Bu bilim ve mühendislik dalının kökleri, fizikçi Richard Feynman’ın 1959’daki ikonik sunumunda yataıyor. Sunumda, maddenin atom ölçeğinde nasıl manipüle edilebileceğini açıklamıştır. Feynman’ın çalışması 20 yıl sonrasına kadar tanınmadı, ancak artık bildiğimiz şekliyle nanoteknolojinin ‘babası’ olarak anılıyor.
Nanoteknoloji ve malzeme çalışmaları
ABD Ulusal Nanoteknoloji Girişimi’ne göre nanoteknoloji “1 ila 100 nanometrede yürütülen bilim, mühendislik ve teknoloji”dir. Bunu bağlamına oturtmak gerekirse, bir kağıt parçası 100.000 nm kalınlığındadır.
Nanoteknolojinin tam olarak kullanılabilmesi için kimyagerlerin Feynman’ın sunumu sırasında henüz var olmayan özel araçlara ihtiyacı vardı. Nanoteknoloji ve malzeme biliminde önemli bir gelişme altmışlı yıllarda atomik kuvvet mikroskobu (AFM, 1985), taramalı tünelleme mikroskobu (STM, 1981) gibi taramalı prob mikroskopi teknolojilerinin geliştirilmesiyle mümkün oldu. Bilim insanlarının nanopartikülleri görselleştirmesini sağladı. O zamandan beri yarı iletkenler yapmak için kullanılan bir teknik olan elektron ışını litografisi gibi nanopartiküller yapmak için üretim teknolojileri geliştirildi.
Yani, nano parçacıklar küçüktür. Nanoteknoloji ve malzeme bilimi çok sayıda fırsat ve uygulama sağlıyor. Çünkü bu boyuta ulaştığınızda, atomlar ve moleküller farklı davranmaya başlar. Ancak bu değişimler nano ölçekte meydana gelmesine rağmen, önemli bir değişime yol açma potansiyeline sahiptirler. Yenilikçi nanomalzemelerin yaratılması, malzeme mühendisleri nanoölçekte çalışmaya başladığında bu davranış değişikliklerinden yararlanır. Nanopartiküller elektronlarını hapsedecek kadar küçük olduğundan, kuantum etkileri yaşarlar. Nanoteknoloji, yüzey kaplamaları aracılığıyla hafif alaşımlara da uygulanabilir. Yüzey kaplamaları, örneğin sertliğini veya korozyona karşı direncini artırarak bir malzemenin davranışını değiştirebilir.
