| Sıra | DOSYA ADI | Format | Bağlantı |
|---|---|---|---|
| 01. | Nanobi̇li̇m Nanoteknoloji̇ler | ppt | Sunumu İndir |
Transkript
NANOBİLİM NANOTEKNOLOJİLER Bilkent Ulusal Nanoteknoloji Araştırma Merkezi Prof. Dr. Salim Çıracı Fizik Bölümü Bilkent Üniversitesi, Bilkent, Ankara
Nanobilim nedir? Nanobilim nasıl doğdu? Nanoyapılar neden farklı? Teknolojiden yeni talepler Nanobilim ve nanoteknoloji:Yeni bir teknoloji devrimi mi? Türkiye de nanobilim ve nanoteknoloji çalışmaları. Bilkent’te çalışmalar Bilkent Ulusal Nanoteknoloji Merkezi
NANOMETRE 1 nanometre = metre1 1.000.000.000 nm New York Tokyo1 metre
Teknolojide Pazar Beklentileri Hava tahmini, yaygın ekonomik modellemeler, stratejik ve savunma planları, araba çarpışma testleri gibi çok parametreli ve çok kompleks problemlerin hassas çözümleri süper bilgisayarların kullanımını gerektirmektedir. Aygıtların küçülerek yüksek operasyon hızlarına erişebileceği beklenmektedir. Moore kuralı Artan iletişim olanakları çok küçük, fakat yüksek kapasiteli ve “cüzdan” gibi taşınabilir bilgisayarların fertlerin kullanımına sunulmasına olanak hazırlamaktadır. Yerel gen ve ilaç tedavileri, yerel operasyonlar, bazı organların ve kemiklerin tamiri, protein motorları gibi biyoteknolojik uygulamalar olağanüstü özellikler gösteren nano-yapılara talep doğurmuştur. Savunma sanayiinde, biyolojik, kimyasal ve nükleer silahlara karşı mikrosensörler. süper mukavim malzemeler, kompozit kumaşlar. Kuvantum kriptoloji, kuvantum bilgi işlemleme.
MOTIVATION : MOORE`S SPACE 1.E+11 CMOS Doubles every 1.0 year Transistors Doubled every 2.3 year 1.E+10 1.E+09 1.E+0 6 1.E+03 1.E+00 1.E-03 1.E-06 Mechanical Relays Doubled every 7.5 years Nanometer 1880 1920 1960 2000 20302010 2020198019401900 O ps /s ec complementary metal oxide semiconductor
KÜÇÜK Daha fonksiyonel Daha hızlı Daha az yer kaplar Daha az enerji sarfeder Daha mukavemetli Daha ucuz Olağanüstü yeni özellikler
NANOTEKNOLOJİ Nanometre ölçeklerinde malzemelerin sahip oldukları olağandışı fiziksel özellikleri kullanarak çeşitli alanlarda (bilişim ve iletişim teknolojileri, elektronik, biyoteknoloji, farmakoloji, tıp, savunma, tekstil, makina ve inşaat sanayileri vb) teknolojik devrim niteliğinde yeni ürünler elde etmektedir.
Nanobilim nasıl doğdu? 1960 da Feynman’ın önsezisi:’’Küçük içinde çok yer var’’ Moleküler elektronik,Hızlı bilgisayarlara talep, Düşük boyutlu sistemlerin olağandışı özelliklerii, STM ve AFM mikroskobunun bulunuşu ve atomun kontrol edilmesi 1990 Biaritz toplantısı. Başkan Clinton’ın Nanoteknolojiyi ABD’de öncelikli ve kritik alan seçmesi.
Nanoteknolojinin önemi ABD 2015 yılında nanoteknolojiden üç trilyon dolar gelir beklemektedir. Israil’de Simon Perez nanoteknoloji projelerini yöneltmektedir. Institute for Soldiers Nanotechnologies ABD ve Ingilterede tektil sanayinin nanoteknoloji sayesinde yeniden dirilmesi beklenmektedir. ABD yakın bir gelecekte muharip birliklerini nanoteknoloji ile donatmayı planlamaktadır. AB ancak 10 yıl sonra nanoteknolojıde ABD ve Japonya seviyesine gelmeyi hedeflemiştir. Nanoteknoloji sayesinde tıbbi tedavi yöntemleri tamamen değişecektir.
Nanometre boyutlarında suni sistemler, tabii moleküllerden yeni sistemler, veya hibrid sistemler yapıldı. Atom topakları, kuvantum noktaları ve telleri, süper atomlar gibi. Yeni molekül mimarisi ile suni ve tabii nanoyapılar yeni moleküllerle fonksiyonel hale getirildi Au-zinciri SÜPER ATOM 22e G h AlAs GaAs KUVANTUM NOKTA ZİNCİRİ
KARBON NANOTÜPLER ~ 1nm STM • YARIÇAP ve SARMAL AÇISINA BAĞLI OLARAK İLETKENLİK veya YARIİLETKENLİK ÖZELLİKLERİ • YÜKSEK MUKAVEMET • FONKSİYONELLİK
Mini gaz sensörleri
Karbon Nanotüp Transistör C. Dekker Grubu
Energy Saver Twice as much energy needed by the middle of century Today’s devices lose a comparably high amount of energy they transmit and store “Buckytubes” placed in parallel may be the solution Thinner and stronger than copper, aluminum etc. Good and novel conductors of heat and electricity. Richard E. Smalley’s study at Rice University.
Space Elevator Carbon Nanotubes may be used to build a link between the Earth and a satellite at a geosynchronous orbit. Nanotubes developed today are 100 times stronger than steel and there are nanotube products commercially available Spool of carbon nanotubes over 3 miles have already been produced (China and USA) To allign the tubes in the same direction sulfuric acid processing can be used(Rice University)
Nanobots Nanobots can be used in organic systems On the left is a nanomotor that consists of viral RNA and DNA and uses a chemical compound as fuel. Already tested to destroy a hepatitis virus in a cell At Cornell, a nanocopter also designed that consist nickel parts and uses ATP as fuel Mass production is not reliable up to now for nanocopters.
Instant Armor(Bulletproof) INSTITUE FOR SOLDIER NANO TECHNOLOGY Magnetorheological fluids, ferrofluids contain tiny particles in them. A fluid with tiny iron particles can turn into a hard armor with applying a magnetic field Nanomagnet is an alternative It is instant since it changes into hard armor in 1/20000 s Iron particles may be better aligned if they were donuts instead of spheres.
Instant Armor(Waterproof) Shape shifting plastics are developed and can be used in surgical threads that do not let stitches get loosen Multiple thin layers of gold and silicon developed and molecules designed like corn stalks in a field When electric field is applied it bends over to repel water, yet can be switched 8 times New properties are tried to be added
BİLKENT ULUSAL NANOTEKNOLOJİ ARAŞTIRMA MERKEZİ 1. Mini gaz sensörleri, biyolojik sensörler. 2. Mini foton kaynakları . 3. Hızlı nano-elektronik ve nano-spintronik aygıtlar, hassas manyetik sensörler. 4. Yüksek çözünürlüğe sahip ölçü aletleri 5. Elektronik fiberler ve akıllı tekstil Projenin kısa dönem hedefleri 30 milyon YTL
KURAMSAL ÇALIŞMALAR •TRANSPORT •NANO-AYGIT FİZİĞİNİN PROBLEMLERİ •ENERJİ İLETİMİ ve KAYIPLAR •“COHERENCE – DECOHERENCE” LABORATUVAR •NANO YAPILARIN GERÇEKLEŞTİRİLMESİ •AYGIT YAPIMI ve KARAKTERİZASYONU •ATOM MANİPÜLASYONU ve ATOM TAŞIMA MODELLEMELER Kuvantum mekaniğine dayalı yüksek performanslı nümerik hesaplar •MALZEME GELİŞTİRME ve KARAKTERİZASYON •AYGIT TASARIMI (NANOELEKTRONİK, MOLEKÜLER ELEKTRONİK) •NANOMIKNATIS GELİŞTİRME •AYGIT KARAKTERİZASYONU
Projenin yararları Proje kapsamında geliştirilecek teknolojilerle nanoteknolojinin ülkemizde kurulup kök salması ve ekonomiye katkı sağlar hale gelmesi için ilk temel atılacak, uzmanlar yetiştirilecek. İthal olanağı bulunmayan kritik ve savunma teknolojisi ürünleri ülkemizde üretilecek. Yeni istihdam olanakları elde edilecek, ihracatımız artırılacaktır. Beyin göçüne engel olunacak. Çeşitli üniversitelerimizden araştırmacıların birlikte çalıştıkları bir merkez oluşturulacak. Evrensel bilim ve teknoloji üretilecek. Yabancı ülkelere göç etmiş bilim adamlarımızın kısa sürelerle ziyaret ettikleri ve teknoloji transfer ettikleri bir merkez oluşturulacak.
Proje ekibinin yeterliliği ve Projenin yer seçimi Proje ekibinde bulunan araştırmacılar nanoteknoloji, ve ilgili AKM, fotonik konularında dünyaca tanınan önemli ve öncü bilimsel çalışmalar yapmışlardır. Hız açısından dünya rekoru kıran elektronik aygıtlar üretmişlerdir. AB ve Nato’ya danışmanlık yapmaktadırlar. Nanoteknoloji ve ilgili konularda yaptığımız çalışmalar ABD NSF, ESF ve EU gibi kuruluşlarca desteklenmektedir. Bilkent’te yaptığımız çalışmalar sık sık ABD de yayınlanan popüler bilim dergilerinin editörlerince önemli çalışma olarak seçilip, bu çalışmalar hakkında tanıtıcı yazılar yazılmaktadır.
Metal nano-halkaları B= 1 Tesla
Nano-halkalar İki farklı yönde sürekli akım taşıyan seri ve uyumlu metal halkaları kuvantum bilgi işlemede Q-bit olarak kullanılabilir.
Yüksek iletken teller
Low and high H2 coverage on Ti coated SWNT
tI Durgun and Ciraci
Fuel Cells
CARBON STRING STRUCTURES Tongay et al Phys. Rev. Lett. (2004); Senger er al. PRB (2005); Tongay et al. JPCM.
MRAM
FUTURE SMART CLOTHES FABRIC CAN SEE LIGTH FABRIC CAN SENSE HOT AND COLD FABRIC CAN SENSE BIOLOGICAL MOLECULES CAN FABRIC GENARATE ELECTRICITY? CAN WE CONSTRUCT CHIPS ON FABRIC? FABRIC CAN BE IDENTIFIED Recent reserarch work by Dr Bayindir
fd.64 Sample Displacement ( Angstrom ) -6 -4 -2 0 2 4 6 8 10 I t ( n A ) 10-1 100 101 102 103 104 105 106 k i n t ( N /m ) -80 -70 -60 -50 -40 -30 -20 -10 0 10 PZT Displ.(A) vs I_t(nA) PZT Displ.(A) vs k(N/m) PZT Displ.(A) vs Col 12 Yüzeye Değmeden-Atomik Kuvvet Mikroskobu(YD- AKM) Si(111) Yüzeyi TTM YD-AKM Bilkent Taramalı Uç Mikroskopları Grubu Vakum Sistemi, p~7x10-11 mbar YD-AKM
Dünyanın En Küçük Manyetik Alan Sensörleri! Made in Turkey!!! 50nm Bizmut Hall Sensör ~ 1nm Gelecek: Nanotüp Hall sensör ?! Garnet İnce Filmin Manyetik Görüntüsü Hedef 25nm! Bilkent Taramalı Uç Mikroskopları Grubu 300K’de THAM
AKILLI KIZILÖTESİ LAZERLE KANSER TEDAVİSİ PROJESİ Akciğer Kanseri Tümör Vücud içerisindeki kanserli dokuların yakılarak tedavi edilmesinde kullanılmaya başlanılan MİT de geliştirilen akıllı fiberler, tıpta yeni bir çığır açmıştır. İki ay önce dünyaca ünlü Harvard hastanelerinden birinde yapılan operasyonda, akciğerdeki tümör lazerle yakılarak hiç bir yan etkisi olmadan tedavi edilmiştir. Hasta birkaç saat içerisinde taburcu edilmistir. Yandaki şekillerde operasyondan önce (A ve B) ve sonra (C ve D) soluk borusununun kesiti gözükmektedir. Maddi destek bulunabilinirse kısa zaman içerisinde bu fiberlerin daha gelişmiş versiyonu Türkiyede üretilip hastanelerde kullanılmaya başlanacaktır. A B C D Yrd. Doc. Dr. Mehmet BAYINDIR Fizik Bölümü ve Ulusal Nanoteknoloji Araştırma Merkezi Adres: Bilkent Universitesi Fizik Bolumu 06800 Bilkent Ankara Tel: (312) 290 2513, Fax: (312) 266 4579 Web: www.fen.bilkent.edu.tr/~mb
Hürriyet 8 Şubat 2006
BİLKENT TE NANOBİLİM NANOTEKNOLOJİ ÇALIŞMALARI Uygulamalı çalışmalar Kuramsal çalışmalar
Nanobi̇li̇m Nanoteknoloji̇ler
Yazar :
Prof. Dr. Salim Çıracı
Yıl : 2003
Anahtar Kelimeler
Daha fazla görüntüle