Skip to content Skip to navigation

Karbon Nanotüpler

İbrahim Özay Semerci
10/02/2014 - 15:38

Yunancadaki nanos kelimesinden türetilen nano, “cüce” anlamına geliyor. Son yıllarda pek çok bilimsel ve teknolojik çalışmada ismini duyduğumuz nanometre 1 metrenin milyarda biri olmasıyla hayal edilmesi zor bir ölçü. Haber bültenleri, gazete ve dergilerde artık pek çok ürün için “nanoteknoloji ile üretilen…” ifadesini duyuyoruz.

Nanoteknoloji ile üretilen pek çok üründe karbon nanotüpler kullanılıyor. Silindir şeklindeki karbon nanotüplerin çapları birkaç nanometreyken uzunlukları milimetrelerle ifade ediliyor. Çaplarının milyonlarca katı uzunluklara ulaşabilen karbon nanotüpler sağlamlık, elektrik iletkenliği, ısı iletkenliği gibi özellikleriyle de başka malzemelere göre daha avantajlı.

Kimya derslerinden de hatırlayacağınız gibi karbonun allotroplarından -bir elementin atomlarının farklı şekillerde bağlanarak farklı yapılar oluşturması- biri de grafittir. Tek bir karbon atomu kalınlığındaki grafit katmanlarına ise grafen deniyor. Karbon atomlarının birbirlerine altıgen oluşturacak şekilde bağlı olduğu grafen katlandığında tüp şeklini alır. Bu esnada altıgenler tüp eksenine paralel veya spiral şekilde desenler oluşturabilir. Karbon nanotüpler tek duvarlı veya çok duvarlı (iç içe geçmiş tüpler) olabilir. Nanotüplerin çapı veya altıgenlerin dizilimi nanotüplerin elektrik akımını iletme özelliğini etkiler. Çelikten daha hafif ve sağlam nanotüpler sayesinde çok küçük boyutlarda elektronik cihazların üretilmesi mümkün oldu.

Nisan 2013'te Pensilvanya Üniversitesi’nden araştırmacılar karbon nanotüpler sayesinde tükürükteki glikozu tespit edebilen bir cihaz geliştirdiklerini açıkladı. Tükürükteki glikozu tespit eden sensör, karbon nanotüp temelli transistör içeriyor. Transistörün üretiminde kullanılan karbon nanotüpler glikoz molekülüne tutunma özelliği olan piren-1-boronik asitle kaplanmış.

Karbon nanotüpler kullanılarak üretilen ve ileride ucuzlayarak daha da yaygınlaşacağı tahmin edilen uygulamalara bazı örnekler:

Karbon nanotüpler yüzey alanları çok geniş (1 gramları 500 m2 yer kaplar) ve yüzeyde tutma (adsorpsiyon) özelikleri yüksek olduğu için zehirli kimyasal maddelerin, tuzların ve biyolojik kirleticilerin sudan ayrılmasında ideal bir zar olarak kullanılabilir. Böylece hem deniz suyundan içme suyu elde edilebilir hem de fakir ülkelerde yaşayan binlerce insan daha temiz su kullanabilir.

Spor malzemelerinin, güvenlik güçleri tarafından kullanılan kıyafetlerin ve araçların farklı parçalarının üretiminde kullanılan karbon nanotüpler sayesinde daha sağlam malzemeler elde edilebiliyor. Kullanıldığı malzemenin içinde ağ yapıları oluşturan karbon nanotüpler böylece üzerlerine etki eden ağırlık ve kuvvete karşı daha dayanıklı oluyor.

Kapasitörlerde elektrot olarak kullanılan karbon nanotüpler daha yüksek akım değeri elde edilmesini sağlarken elektriksel ve mekanik kararlılık açısından şu an kullanılan malzemelere göre daha üstün özelliklere sahipler.

Karbon nanotüpler protein reseptörleri veya DNA ile etkileşime girerek çok az miktardaki kimyasal maddelerin tespit edilmesinde kullanılabilir. Reseptörün kimyasal molekül ile etkileşime girmesi sonucu nanotüpe iletilen akım sayesinde molekülün kimliği tespit edilebilir.

Karbon nanotüpler aynen yumuşak bir doku gibi binlerce kez sıkıştırılıp bırakıldıktan sonra bile eski şekillerini koruyabilir. Bu nedenle yapay kas uygulamalarında kullanılabilirler. Bu şekilde üretilen yapay kaslar uzay gibi olağan dışı ve zorlayıcı ortamlarda da kullanılabilir.

Şu ana kadar karbon nanotüplerden üretilen malzemelere bakıldığında bu malzemelerin, gelecekte insanoğlunun pek çok hayalinin gerçekleştirilmesinde de kullanılabileceği kolaylıkla söylenebilir.

 

 

 

 

 

İlgili İçerikler

Teknoloji

İnsan derisinden ilham alan Münih Teknik Üniversitesinden araştırmacılar yapay deriye sahip insansı bir robot geliştirdi. Geliştirilen yapay deri sayesinde robot insan dokunuşlarını hissedebiliyor.

Teknoloji

Sürücüsüz araçlara yönelik geliştirdiği teknolojilerle bilinen Tesla Motor şirketinin sahibi Elon Musk, Tesla araçların bu yılın sonunda tam otonom sürüş özelliği kazanabileceğini açıkladı.

Teknoloji

Mikroçip (üzerinde farklı işlevlere sahip elektronik devreler bulunan çok küçük boyuttaki birleşik devreler), küresel konumlama sistemi (GPS), kablosuz internet, sensör gibi teknolojiler tüm dünyayı hızla değiştiriyor. Bu değişimin son yıllardaki ürünlerinden biri de giyilebilir teknolojiler. Giyilebilir teknolojiler vücuda bağlı oldukları için günlük işler yapılırken de rahatça kullanılabiliyor.

Teknoloji

 TEKNOFEST İstanbul Havacılık, Uzay ve Teknoloji Festivali 17-22 Eylül tarihleri arasında İstanbul Atatürk Havalimanı’nda düzenleniyor.

Teknoloji

Bir grup araştırmacı çok sayıda ufak robotun bir araya gelmesiyle oluşan, herhangi bir merkezî kontrol birimi olmaksızın çevredeki uyaranlara tepki verebilen ve hareket edebilen bir robot geliştirdi.

Teknoloji

Günümüzün aktif araştırma alanlarından biri esnek elektronik cihazlar. Michigan Üniversitesinden Nicholas Kotov önderliğinde çalışmalar yapan bir grup araştırmacı yakın zamanlarda esnek, iletken malzemeler üretmek için yeni bir yöntem geliştirdi.

Teknoloji

1950’ler sinemada seyirci sayısının azaldığı yıllar olarak tarihe geçer. Bunun en önemli nedeni, şehirlere taşınan ailelerin, ucuz ve erişilebilir olmasından dolayı televizyonu eğlence aracı olarak seçmesiydi. Televizyon o yıllarda toplumda hızlı bir şekilde yaygınlaşıyordu ve birçok aile tarafından satın alınıyordu.

Teknoloji

Hassas Tarım ve Sürdürülebilir Uygulamaların Yaygınlaştırılması Projesi (HASSAS) sayesinde havacılık ve uzay teknolojileri kullanılarak çiftçilerimiz yenilikçi tarım uygulamalarından biri olan hassas tarım uygulamalarından yararlanabilecek.

Teknoloji

Hızla değişen ve yayılan bilgiyi takip etmek isteyenler için internete bağlı bilgisayar, mobil telefon ve tablet, giyilebilir teknoloji ürünü cihazlar gibi yeni medya araçları vazgeçilmez bir ihtiyaç hâline geldi.

Teknoloji

Japon otomobil üreticisi Toyota, yeni geliştirdikleri bir hibrit aracın test sürüşlerine başlayacaklarını açıkladı. Güneş paneliyle kaplı olan araç sadece elektrik motoruyla 56,3 kilometre yol yapabilecek.