Nanoteknoloji Mühendisliği Nedir?

Nanoteknoloji Mühendisliği Nedir?

Nanoteknoloji Mühendisliği; temel bilim ve mühendislik uygulamalarının birleştiği, inorganik ve organik kökenli doğal veya sentetik hammaddelerden başlayarak metal, seramik ve polimer esaslı mühendislik malzemelerinin ve nanomalzemelerin tasarlanmasını, geliştirilmesini, üretilmesini ve bunların özelliklerinin çeşitli sanayi dallarındaki teknik ihtiyaçlara uyarlanmasını konu alır. Disiplinlerarası bir alan olup, tüm mühendislik dalları, biyomedikal ve biyoteknoloji alanları, diş hekimliği, tıp gibi alanlarla yakın ilişki içindedir.

İnsanlık varolduğu sürece çevresi ile etkileşimde bulunmuş, yaşadığı zamana göre çevresinde bulunan çeşitli malzemeleri kendi ihtiyaçları çerçevesinde kullanmaya çalışmıştır. Seneler içinde insanlık, milattan önce üretilen Hitit krallarının demir tahta ve asalarından ve günümüzde üretilen mikroçiplere ve biyomalzemelere kadar geniş bir aralıkta üretim çalışmalarına devam etmiş ve bu çalışmaları teorik olarak ispatlayabilecek duruma gelmiştir. Günümüzde sürdürülen mühendislik çalışmaları sürekli olarak yeni malzemelerin geliştirilmesi üzerinedir ve her gelişme malzeme alanındaki gelişme ile paralel olmaktadır. Bu çalışmalar yapay insan dokularından, elektronik malzemelere ve nanomalzemelere kadar çok geniş bir alanda sürdürülmektedir.

Malzeme Bilimi ve Nanoteknoloji Mühendisliği, her çeşit malzemenin atomik ve moleküler düzeydeki yapılarının incelenmesi yanında, makroskopik düzeydeki özellikleri ve karakterizasyonları üzerine eğitim vermektedir ve bu alandaki tek mühendislik programıdır. Yeni malzemelerin geliştirilmesi yanında mevcutların daha güvenli, sağlıklı ve emniyetli olmalarını sağlayacak üretim süreçleri ile de ilgilidir.

Havacılık başta olmak üzere, savunma, enerji, haberleşme ve otomotiv sanayii gibi birçok gelişen sektörün giderek artan ihtiyaçları üstün performanslı, nanofonksiyonel yeni malzemelerin geliştirilmesini zorunlu hale getirmiştir. Bunun sonucunda polimerler, seramikler ve kompozitler, konvensiyonel metalik malzemelerin yanında yerini almış ve mühendislik malzemelerini büyük ölçüde zenginleştirmiştir. Tüm bu gelişmeler karşısında, insanlık tarihi boyunca geliştirilmiş olan geleneksel malzemelerin, bir taraftan özelliklerinin daha da iyileştirilmesi, diğer taraftan yeni ve yaratıcı yaklaşımlarla alternatiflerinin geliştirilmesi kaçınılmazdır. Son 30 yıldır malzeme mühendisliği alanına yeni bir ivme kazandıran bu olgu, Malzeme Bilimi ve Nanoteknoloji Mühendisliği eğitim programlarına da yön vermektedir.

Malzeme Bilimi ve Nanoteknoloji Mühendisliği; en uygun malzemenin üretimi için, mikroyapı-özellik ve performans döngüsünü sağlamak için en uygun hammadde, üretim yöntemi ve ürün üzerine odaklanmaktadır.

Nanoteknoloji Mühendisliği İş imkanları?

Özellikle Türkiye’nin de mezun da olsanız iş bulmanız zordur. Ama nanoteknoloji mühendisliği birçok alanda ihtiyaç duyulduğu için genellikle iş bulabilirler. Nanoteknoloji mezun olanlar bu alanlarda iş bulabilir. Nanoteknoloji uzmanlığa alanlarında, askeri savunma sisteminde, TÜBİTAK, ARGE çalışmalarında, devletin laboratuvarların da beyaz eşya havacılık Elektronik Kozmetik Otomotiv gibi biyomedikal sektörlerde de iş bulabilir. Veya ülkemiz de ya da yurt dışında çalışmak imkanı veren birçok üniversite vardır.

Nanoteknoloji Mühendisliği  Araştırma Konuları

Parçacık Hızlandırıcıları Ve Uygulamaları

Parçacık Hızlandırıcıları, elektrik ve manyetik alanları kullanarak yüklü parçacık demetlerini hızlandıran, bir çok uygulama alanına ve ileri düzey donanıma sahip stratejik (üretken, kritik) teknolojidir.

Yüksek Enerji Fiziği

İnsanlığın yaşadığı evreni anlama çabası ve bu yöndeki çalışmaları bugün Yüksek Enerji Fiziği (YEF) olarak nitelendirilen bir alanda devam etmektedir. Maddenin temel yapıtaşlarını ve bunları bir arada tutan kuvvetleri araştırmak insanları, daha fazla düşünmeye, soru sormaya ve bunun sonucunda yeni teknolojiler üretmeye yöneltmiştir. Rutherford Deneyi ile temelleri atılan modern bilimde, atomun yapısı (Mehmet Akif Ersoy’un tabiriyle “Maddenin kudret-i zerriyesi”) bilim insanları tarafından “binlerce emek” sarf ederek araştırılmaktadır. Bugün Yüksek Enerji Fiziği’nde halen yanıtlanmayı bekleyen bir çok problem mevcuttur. Maddenin yapısını açıklamada başarılı olarak kabul edilen Standart Modelin hali hazırda cevaplayamadığı birçok soruların mevcut olması bilim insanlarını Standart Model ötesi başka kuramlara yöneltmiştir.

Proton Geçirgen Zar Yakıt Pilleri

Yakıt pilleri bilinen alternatif enerji kaynakları arasında (güneş enerjisi, rüzgar enerjisi vb.) yüksek verimli güç üretme kapasitesine sahip ve yakın geleceğin en önemli enerji üreteci olarak öngörülmektedir. Yakıt pillerinin temel prensibi zararlı gaz emisyonu olmaksızın, kullandığı yakıtı doğrudan yakmadan enerji elde etmesidir. Günlük yaşamda kullandığımız normal pillerden farkı ise, sisteme yakıt beslendiği sürece enerji üretimine devam edilmesidir. Bu enerji, bir otomobili çalıştırabilir veya bir yerleşim merkezinin enerji ihtiyacını karşılayabilir.

Güneş Pilleri İçin Alternatif Malzemeler ve Üretim Teknolojileri

Güneş pilleri yarıiletken malzemeler kullanılarak güneş enerjisinin direkt olarak elektriğe çevrilmesini sağlayan cihazlardır. Genel olarak güneş pilleri, yarıiletken malzemenin tek kristal yığın veya polikristal ince film olarak üretilmesi ile elde edilir. İnce film güneş pilleri yığın güneş pillerine kıyasla daha az aktif malzeme kullanılması ve farklı alttaşlar üzerinde üretim yapılabilmesi gibi avantajlarından dolayı öne çıkmıştır.

Optik Biyosensör Tasarımı

Biyosensörler, biyolojik materyaller içeren ve/veya bunların çeşitli ortamlardan kalitatif ve kantitatif tayininde ve izlenmesinde kullanılan cihazlardır.

Bir biyosensör 3 temel bileşenden oluşur:

 (i) tanıyıcı bölüm;

(ii) tanıyan ile tanınan arasındaki etkileşimi elektrik sinyaline çeviren “çevirici”; (iii) elektronik bölüm. Biyosensörün tanıyıcı tabakasına sabitlenmiş “tanıyan” ile tayini gerçekleşecek olan “tanınan” arasında, sensör yüzeyinde bir etkileşim oluşur. Bu etkileşim sonucunda oluşan değişiklik, örneğin bir elektrokimyasal değişikliğe neden olur. Alternatif olarak etkileşim sonucu ısı çıkışı veya ısı kaybı olur, optik özellikler değişir veya kütle değişimi gözlenir.

İlaç Tasarımında Moleküler Modelleme Yöntemleri

İyon kanalları sinir ve kas hücrelerinde elektrik sinyallerinin iletilmesini sağlar. İyon kanallarının çevresel ya da genetik nedenlerle düzgün çalışmaması birçok hastalıkların kaynağıdır. Dolayısıyla iyon kanallarının işleyişlerinin moleküler düzeyde anlaşılması, nöroloji, fizyoloji ve ilaç biliminde en önemli problemlerden biridir. İyon kanalları için tabiat, etkili, seçici ve gereksinimleri karşılayan zengin bir toksin kütüphanesi sunmaktadır. İlaç tasarımında laboratuar çalışmalarıyla bilgisayar simülasyonlarını birleştirmek, süreci daha da zenginleştirilebilir. Kapasite ve hız olarak yüksek performanslı bilgisayarların gelişimiyle proteinlerin moleküler seviyedeki simülasyonlarını ve ligandlarla etkileşimini doğru olarak incelemek mümkündür. Bu gücü kullanarak kanal, taşıyıcı ve reseptörlere toksin bağlanmasını hesapsal olarak çalışmak suretiyle toksin peptitlerinden yeni ilaçlar geliştirilmesi hedeflenmektedir.

Desalinasyon

Tatlı su kaynakları tüm yaşam ve insan aktiviteleri için en gerekli, sürdürülebilir gelişim içinse öncül koşuldur. Dünya yüzeyinin %70’i sularla kaplı olmasına rağmen, içilebilir tatlı su miktarı bunun yalnızca %0.7’sidir. Desalinasyon, tuzsuzlaştırmaktır. Suda mevcut tuzu, mineralleri ve diğer safsızlıkları gidererek; içme, sulama, kullanma amaçlı su elde edilmesini hedefleyen proseslere genel olarak desalinasyon prosesleri adı verilir. Üç tarafı denizlerle çevrili olan ülkemiz, desalinasyon sisteminin hayata geçirilmesine son derece uygundur. Desalinasyon sayesinde mevsimsel etkenler yüzünden veya küresel ısınma nedeniyle tatlı su kaynaklarındaki azalmanın olumsuz etkisi ortadan kaldırılabilecektir.

tık Plastik Malzemelerin Katalitik Ortamda Parçalanması ile Değerli Kimyasal ve Sıvı Yakıt Üretimi

Atık Plastik Malzemelerin Katalitik Ortamda Parçalanması ile Değerli Kimyasal ve Sıvı Yakıt Üretimi

Günümüzde plastik malzeme tüketimi hızla artmakta olup, bu tüketim sonucunda oluşan atıklar ciddi boyutta çevre kirliliğine neden olmaktadır. Bu sorunun üstesinden gelmek ve depolama, yakma yöntemlerinin dezavantajlarından kurtulmak için plastiklerin katalizörsüz veya katalizörlü ortamda ısı yoluyla parçalanarak monomerlerine, çeşitli yakıtlara ve/veya petrokimya sanayi için gerekli olan kimyasallara dönüştürülmesi, plastik atıkların oluşturduğu kirlilik probleminin çözümü için diğer yöntemlere alternatif olarak düşünülmekte, bu dönüştürmenin daha verimli olabilmesi için tepkime ortamında kullanılacak yeni nesil katalizörlerin (nanokatalizörler) sentezlenmesi hedeflenmektedir.