|
CBT’nin
düzenlediği Teknoloji Üreten Güçlü Ekonomi Paneline
katılanlardan, Bilkent Üniversitesi öğretim üyesi ve dünyaya
ilk taramalı mikroskopları üreterek satan Doç. Dr. Ahmet
Oral, nanoteknoloji alanında Türkiye’nin önünde büyük bir
fırsat olduğunu belirtiyor. İşte Oral’ın ilginç konuşmasının
ana hatları...
Bilkent
Üniversitesi Fen Fakültesi’nde oluşturmaya çalıştığımız DPT
destekli Ulusal Nanoteknoloji Araştırma Merkezi ile küçük de
olsa bir çabaya girişmek istiyoruz. Teknolojide boyutlar
1950’lerde transistörün icadıyla elektronikte büyük bir
çığır açtı. Entegre devrelerde kullanılan transitörlerin
boyutu yıllar boyunca giderek küçülerek şu an en çok satılan
intel pentium işlemcilerde kullanılan transistör sayısı bir
tek yonga üzerinde yaklaşık 400 - 500 milyona geldi.
Bu sayı biraz
daha artırılacak, boyutlar daha da küçülecek. Boyutlar
küçüldü ama entegrelerde kullanılan hala nanoteknoloji
değil, yani transistör boyutları 90 nano metreye düştü ama
teknoloji hala nano teknoloji değil. Nanoteknoloji lafı o
kadar popüler hale geldi ve satış aracı oldu ki, İstanbul’da
inşaat malzemesi satan bir inşaat şirketi bile ismini
Nanotek koyabiliyor.
TEK ATOMLU
Bilim ve Teknolojide gelişmeler şu an tek atomlu bir
transistör yapmamıza izin veriyor. Ama bunun pratik bir
getirisi şimdilik yok. Sadece bilimsel araştırmalar ve
maddenin iç yapısını anlamak için önemli. Atomları Taramalı
Tünelleme mikroskopları ile istediğimiz gibi dizebiliyoruz.
Karbon Nanotüplerden transistör yapabiliyoruz.
Bunların çoğu
insanlara henüz ‘faydalı’ bir şey sağlamıyor ama sağlayacak.
Tarihe bakarsak, tekstil, tren yolu, otomotiv, bilgisayarlar
sanayide ve insan yaşamında büyük çığırlar açtılar.
Nanoteknolojinin de bunlar gibi iyi koşabilecek bir at
olacağı tahmin ediliyor. Ama kesinlik yok.
Nanoteknolojiden ilerde büyük paralar kazanılabileceği
tahmin ediliyor. Bu nedenle nanoteknoloji konusunda
dünyadaki diğer ülkelerde büyük bir araştırma bütçeleri
harcanıyor. Şu yıllarda dünyada yaklaşık 4-5 milyar Euro
sadece nano teknoloji konusunda ilginç temel araştırmaların
yapılması için harcanıyor. Bu paranın önemli kısmını
Japonya, ABD ve AB harcıyor.
AB büyük
çabalara rağmen ABD ve Japonya ile arasındaki bu farkı
kapatabilmiş değil. Tabi AB’nin başka sorunları da var.
Nanoteknoloji şirketlerine bakarsak nano malzemeler,
nanoaygıtlar, nanomakineler, nano ölçekte kimyasallar,
nanobiyoteknoloji, vb gibi bir çok değişik bir yelpazeye
dağılıyor. Ülkelere göre, AB’nin harcadığı paralara
bakarsak, 2003 yılında sadece nanoteknoloji adı altında
geçen bir harcama yoktu. Ama şu anda nanoteknoloji adına
fonlar özellikle DPT ve TÜBİTAK tarafından veriliyor.
NİYE BU YATIRIMLAR?
Peki dünyada niye bu kadar fazla yatırım Nanoteknolojide
yapılıyor. Birincisi bilinmeyeni araştırmak ve incelemek
için, ikinciside bunun yeni ürünler yaratıp gelir ve
zenginlik sağlayacağı düşünülüyor. Tahminler ABD’de
Nanoteknoloji sayesinde 2015 civarında 1 trilyon dolardan
fazla bir endüstri yaratılmasını öngörüyor. İrlanda gibi çok
küçük bir ülke diğer kaynaklardan kazandığı paralarla,
şimdilik beş yıl için 650 milyon euro civarında bir fonu
Nanoteknolojiye harcıyor.
Geçtiğimiz on
haftayı geçirdiğim İrlanda’nın 20 yıllık gelişimine
bakarsak, şu an ulusal gelirleri İngiltere’den daha yüksek
durumda. İrlanda yüzyıllar boyu dışarıya göç vermiştir.
Şimdi İrlanda’ya tersine beyin göçü vardır. Sadece eski
İrlandalılar göçmüyor. İngiltere’den, Japonya’dan,
Almanya’dan, yani her ülkeden insanlar göçüyor.
İŞİMİZE YARAR MI?
Peki Nanoteknoloji Türkiye’nin işine yarar mı? Şimdi
ülkemizin yarattığı katma değerlere bakalım: kirazın bir
tonunu yaklaşık olarak 1,900$ a, 1 ton Doblo’yu 13,000$’a,
Havelsan’ın Güney Kore için ürettiği Uçak Simulatörünün
tonunu ise 2 milyon $’a satıyoruz. Bunlar içindeki Türk
katma değerinin miktarını tam olarak bilemiyorum.
Bilkent
Üniversitesi Fizik Bölümünde temelleri atılan ve
geliştirilen Taramalı Hall Aygıtı Mikroskopları ise tonu 6
milyon $’a ihraç ediliyor. Bu benim kurduğum Türkiye’nin ilk
Nanoteknoloji şirketi olan NanoManyetik Bilimsel Cihazlar
tarafından üretilen yaklaşık 20kg olan Nanoteknoloji ürünü
mikroskoplar MIT, Oxford gibi dünyanın en ünlü
üniversitelerine, Los Alamos National Lab, gibi araştırma
kurumlarına ve Seagate gibi dünyanın en büyük sabit disk
üreticilerine, ABD, Japonya, İngiltere, Almanya, Belçika,
Hindistan vb. gibi ülkelere ihraç ediliyorlar.
Yani aslında
Nanoteknoloji Türkiye’ye gelir sağlıyor! Toplam satış
rakamları henüz çok küçük. Bu şirket yıllar önce Bilkent
Üniversitesi ve TÜBİTAK’ın destekleri ile 1987’den beri
yaptığımız temel araştırmaların sonucunu geliştirdiğimiz
teknoloji sayesinde oluştu. Yani temel bilimlere harcanan
çok kısıtlı kaynaklar mutlaka ülkeye zengilik olarak geri
dönüyor.
MUCİTLERE NOBEL ÖDÜLÜ
Bizim geliştirip ihraç etiiğimiz mikroskopların atası olan
Taramalı Tünelleme Mikroskopları (TTM) 1981 yılında icat
edildi ve mucitleri 1986 yılında Nobel Fizik Bölümünde, şu
anda salonda bulunan Sabancı Üniversitesinden arkadaşım Y.
Doç. Dr. İsmet Kaya ile 1989 yılında yüksek lisans
tezlerimiz sırasında ülkemizin ilk TTM'larını imal ettik.
Bu
mikroskopları sıfırdan başlayarak; mekanik, elektronik ve
yazılımı ile herşeyini tasarlayıp çalıştırdık. Herşeyini biz
yaptığımız için biraz vakit aldı ama çok fazla şey
öğrendik!... Bu mikroskoplarda en ucunda tek atom olan sivri
bir iğne incelenerek yüzeye bir kaç ton atom mesafesi kadar
yaklaştırılır. İğne yüzeye değmediği halde elektronlar
kuvantum fiziği ile açıklanabilen olay olan ‘tünelleme’
yaparak yüzeye akarlar.
Bu akım
uzaklığın üstel, yani çok hızlı değişen bir fonksiyonu.
Uzaklık 0.1nm değişir ise akım on kat değişiyor! Bir geri
beslenme devresi ile iğne-yüzey arası mesafeyi kontrol
ederek akımı sabit tutuyoruz. İğneyi yüzeyde gezdirirken
iğnenin dikey hareketini kaydeder isek bu bize yüzeyin
atomsal seviyede haritasını veriyor. Bu mikroskopların en
önemli özelliği yüzeydeki atomları ya da atomsal seviyedeki
hataları tek tek görüntüleyebilmek!...
Bu ilk çalışmalarımızın teçhizat bütçesi Bilkent
Üniversitesince karşılandı ve sanırım 10-15 bin $
mertebesinde idi. Daha sonra ben doktora tezimde bu
mikroskobun vakum altında çalışanları yaklaşık 35,000$
bütçeli bir TÜBİTAK destekli proje ile yaptım. İsmet daha
sonra doktora için tekrar akademiye döndü ve çok güzel işler
yaptı.
Ben ise
doktoramdan sonra İngiltere’de Bath ve Oxford
Üniversitelerinde çalıştım. TTM'larından sonra iğne ile
yüzey arasındaki kuvvetleri ölçerek çalışan ve yalıtkanları
da görütüleyebilen Atomik Kuvvet Mikroskopları (AKM) ve
bunların akrabaları da geliştirildi. Manyetik malzemeleri
incelemek için geliştirilen Manyetik Kuvvet Mikroskobu (MKM)
da bunlardan birisi. Halen bu tür mikroskopları geliştirip
satan yaklaşık 15-20 şirket var dünyada. Üretici ülkeler
ABD, Almanya, Japonya, Güney Kore, İspanya, İsviçre, Rusya,
İsrail, İngiltere ve Türkiye.
PAZAR HENÜZ ÇOK KÜÇÜK
Şu an üzerinde çalıştığımız Taramalı Hall Aygıtı
Mikroskoplarında (THAM) ise çok küçük bir HALL aygıtı
kullanarak yüzeyin manyetik alan haritasını 50 nm
çözünürlüğe kadar elde edebiliyor. Bu mikroskoplarla aynı
anda yüzeyin topografisini de elde edebiliyoruz. Bizim
tekniğimizde manyetik alan değerini doğrudan ve örneği
bozmadan 50nm çözünürlükte ölçebiliyoruz. Bu taramalı Hall
Aygıtı Mikroskoplarını geliştirip satan sadece biziz,
pazarımız henüz çok küçük.
Biz bu
mikroskopların mK’e kadar düşük sıcaklıklarda ve oda
sıcaklığında çalışan iki tipini de geliştirdik. Bizim
mikroplarımız iğneyi ya da sensörü değiştirirsek TTM ya da
AKM olarak da çalışıyor. Yani bir mikroskop üç işi de
yapabiliyor. Laboratuvarımızda geliştirdiğimiz atomik
kuvvetleri kullanarak atomları görüntüleyebilen çok yüksek
vakum altında çalışan mikroskoplarımız da var. Araştırma
projelerimiz, DPT, AB, TÜBİTAK, NanoManyetik ve TÜBA
tarafından destekleniyor.
Geçenlerde
ülkemizde geliştirdiğimiz mikroskoplarımızı kullanarak
dünyanın en küçük Türk bayrağını çizmiştik. Bu bir bayrak
yarışı başlattı!... Daha sonra İYTE’deki arkadaşlar da bizim
ilk yaptığımızdan daha küçük, 1500nm’lik bir bayrak
çizdiler, bizde en son boyutu 700nm’ye indirdik.
DÜNYANIN EN KÜÇÜGÜ
Ayrıca öncelikle ülkemiz pazarına daha sonra dünyaya
açılacak bir Atomik Kuvvet Mikroskobu geliştirdik, bu
mikroskobumuzu ilk defa Nano-TR 2 konferansında herkese
göstereceğiz.
Taramalı Hall
Aygıtı Mikroskoplarını geliştirirken yapmayı başardığımz
50nm’lik Hall sensörler dünyanın en küçük manyetik alan
sensörleri. Şimdi bu ve bunun benzeri sensörleri kullanarak
taşınabilir biyolojik nanosensör dizini yapmayı planlıyoruz.
Bu sayede şarbon vb. gibi biyolojik silahları çok hızlı bir
şekilde tespit edebilecek ve ayırdedecek ucuz ve basit
cihazlar geliştirmek istiyoruz. Tabi ki bu teknolojinin
sivil uygulamalarıda olacak. Ulusal Nanoteknoloji Araştırma
Merkezinde sadece Fizik Bölümü değil, Kimya, Moleküler
Biyoloji ve Genetik ve Matematik Spintronik, akıllı
fiberler, NanoBiyoteknoloji, nanosensörler, su seven ve
sevmeyen yüzeyler, nanotüpler v.b. konularında araştırmalar
yapılmakta ve planlamaktadır.
Burada
yürütülmekte olan çok ilginç çalışmalar Nanoteknolojinin en
ileri seviyesinde olup, hedefimiz burada elde edilen
bilimsel sonuçların ve geliştirilen aygıtların, cihazların,
sistemlerin, moleküllerin ve yöntemlerin bir kısmının
sanayiye doğrudan uygulanması. Diyelim ki UNAM’de on yıl
içinde 100 doktora mezunu versek, bunlardan en az üçünün
dördünün, belki onunun burada geliştirdiği nanoteknolojiyi
sanayiye uyarlamasını ve endüstriyel ürünler ortaya
çıkmasını hedefliyoruz. Bu sayede ülkemizde katma değeri çok
düşük başka nanoteknoloji şirketleride oluşabilir. |
