19 Mayıs 2006, CUMHURİYET - BİLİM TEKNİK

TEKNOLOJİ ÜRETEN GÜÇLÜ EKONOMİ

İlk taramalı mikroskopları üretip dünyaya satıyor.

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.


 

 
| Ana Menu | E-Posta | Bilkent Üniversitesi Ana Sayfası |