Türkiye`de Nanoteknoloji Araştırma Ve Geliştirme

Transkript

Türkiye’de Nanoteknoloji
Araştırma Ve Geliştirme
Dr. Volkan Özgüz
Sabancı Üniversitesi
Nanoteknoloji Araştırma ve Uygulama Merkezi
[email protected]
1
Türkiye’de ArGe
•
ABD de ArGe ve inovasyona ayrılan pay GSMH nın %3ü
•
Avrupa Birliği ülkelerinde bütün teşviklere rağmen %1.8 civarında
•
Türkiye de ise ArGe payı 2010 da GSMH nın %0.85 civarında
•
ArGe den inovasyona, yani bir buluşun kullanılabilir halde ortaya
çıkmasına geçiş Horizon 2020 belgesi vizyonu “inovasyon” üzerine
kurulu, temel araştırmalar ikinci planda
•
Yatırım Programında ArGe yatırımlarına ayrılan kamu kaynakları 2004
yılında 291 milyon TL iken 2010 yılında yaklaşık 1,5 milyar TL
•
TARAL, San-Tez, Bor Araştırmaları ve Temiz Kömür Teknolojileri gibi
destek programları
•
Büyük ölçekli araştırma altyapıları
•
Bilim dünyası ve özel sektörü bir arada çalışmaya, aynı araştırma
merkezlerinde bir araya getirmeye yönelik bir yaklaşım
•
Avrupa Birliği’nin VI. ve VII. Çerçeve Programlarına katılım
22
Bilimsel Yayınlarda Artış
Ülkemizde son 30 yılda bilimsel yayın çıktısındaki artış dünya
ortalamasının 8 kat üzerinde
33
Türkiye’de İnovasyon (Yenileşim)
Ülkemizde bilimsel yayınlardaki artış inovasyona dönüşmüyor
44
Nanoteknoloji Nedir?

Nanometre: milimetrenin milyonda biri (insan saçı
kalınlığı milimetrenin onda birinden az) ama
nanoteknoloji sadece minyatürleştirme değildir

Atomik boyutlarda yapılan değişikliklerle
malzemelerin özelliklerini değiştirmenin bilimi ve
mühendisliği: atomlarla oynama yeteneği

Nanoteknolojiler:
– sektörlerarası ve disiplinlerarası
– Hemen her uygulama alanı
nanoteknolojiden etkilenir
– Küresel birincil pazarın 2007 de 11.6 Milyar
dolardan 2013 de 27 Milyar dolara çıkması
bekleniyor
– Bütün bilimsel ve mühendislik alanlarında
ortak çalışmaları gerektirir
55
Nanoteknoloji Yeni midir?
•
•
•
•
•
•
Richard Feynman: 1959 “plenty of room at the bottom” konuşması, atom seviyesinde kontrol önerisi
Taniguchi:1974 de ilke defa “nano” (cüce) ekini kullanması
IBM 1980 taramalı tünelleme mikroskopu ve atomik güç mikroskopu
Romalılar M.Ö 400 civarında “plazmon” teknolojisi kullanmışlar
Notre-Dame vitrayları “altın nano parçacıkları” ile yapılmış
Çikolata ve dondurma nanoteknoloji örnekleri (hatta tel kadayıf yapımı – electrospinning!!)
Stained glass rose window of NotreDame de Paris. The colors were achieved
by coloids of gold nano-particles.
Plazmonlar uygun koşullarda çok ince metal ve
yalıtkan ara yüzeylerinde, yüzey elektronlarının
gelen ışık dalgaları sonucu rezonans
etkileşimidir: durağan su yüzeyine atılan bir taşın
ürettiği dalgalar gibi oluşur
Adapted from Harry Atwater, Caltech
Plasmonics kanserli hücreleri yok etmek içinde
kullanılabilir
66
Nanoteknoloji Yeni midir?
Pişmaniye tekniği ile
nano tel üretti
Bilkent Üniversitesinden
Türk bilim adamı
Doç. Dr. Mehmet
Bayındır ve ekibi,
maddeyi 10 milyon kez
küçülten bir teknikle
nano tel üretti.
Geliştirdiği tekniği
pişmaniye yapmaya
benzeten Bayındır, …..
77
Nanoteknoloji Uygulamaları
1 - Organic Light Emitting Diodes (OLEDs) for displays
2 - Photovoltaic film that converts light into electricity
3 - Scratch-proof coated windows that clean themselves with UV
4 - Fabrics coated to resist stains and control temperature
5 - Intelligent clothing measures pulse and respiration
6 - Bucky-tubeframe is light but very strong
7 - Hipjoint made from biocompatible materials
8 - Nano-particle paint to prevent corrosion
9 - Thermo-chromic glass to regulate light
10 - Magnetic layers for compact data memory
11 - Carbon nanotube fuel cells to power electronics and vehicles
12 - Nano-engineered cochlear implant
8
Nanoteknoloji Uygulamaları
Küçük bir örnekleme
Kaynak: Y. Menceloğlu, M. Kırca, Nanoteknoloji ve Türkiye, TÜSİAD Rekabet Stratejileri Dizisi -11, Kasım 2008
Ali Akurgal
ISO KATEK 2010 danfarkı
uyarlanmıştır
Kullanıcı ve uygulayıcı açısından maliyet, işlev
ve performans
9
Küresel Nanoteknoloji Pazarı
•
•
•
•
2006 yılında 22 ülkede
250 civarında nano ürün
üreten şirket
2007 yılı itibariyle bu
sayının 580 şirket : iki
mislinden daha büyük bir
artış
2009 yılında 1015 nano
ürün üreten şirket
Ürünler ağırlıkla giyim,
kozmetik, kişisel bakım,
beslenme, spor
malzemeleri, güneş
kremi ve kaplamalar
10
10
Nanoteknoloji Pazarı!
11
11
Küresel Nanoteknoloji ArGe Harcamaları
•
ABD’de 2010 yılında 3.7 Milyar USD üstünde kaynak
•
ABD’nin nanoteknoloji alanını ayrı bir bütçe kalemi olarak desteklemeye
başladığı 2001 yılından bu yana toplam destek 12 Milyar USD
•
Avrupa Birliği 7. Çerçeve Programı'nda malzeme bilimi ve nanoteknolojiyi
öncelikli alanları arasıda; araştırmalar için 6 yıl sürede 4.8 Milyar EUR kaynak
•
Kore, 2001 yılında Nanoteknoloji Teşvik Yasası kurmuş, nanoteknoloji
araştırmaları için 4 Milyar USD kaynak ve 2015 yılına kadar 20.000
nanoteknoloji uzmanı yetiştirmek planlıyor
•
ABD (%25), Japonya, Çin, Rusya, Fransa ve İngiltere toplam araştırmaların
%70’ine sahip
•
Dünyada 2000 den beri toplam 70 Milyar USD yatırım
Teknolojinin egemen olacağı 21. Yüzyılda yerini almak için ülkemiz
nanoteknoloji alanında yatırım yapmalı
Vizyon 2023 belgesinde Nanoteknoloji stratejik araştıma alanı
12
12
Nanoteknolojilerin Güvenliği
Piyasada özellikle kozmetik olmak üzere binlerce ürün var!!!!
• Lam et al. (2004) Toxicological Sciences: “Karbon
nanotüpler ciğere ulaşırsa karbon siyahı veya kuvartz dan
daha zehirli olabilir”
• Oberdörster (2005) Environmental Health Perspectives: “Tek
cidarlı Nanotüplerde ciddi zehirlilik olasılığı vardır ”
13
Nanomaterials are able to cross biological
membranes and access cells, tissues and organs
which larger-sized particles normally cannot.
Hypothesis: Large number of nanoparticles could
overload the body's phagocytes(cells that ingest
and destroy foreign matter), thereby triggering
stress reactions that lead to inflammation and
weaken the body’s defense mechanisms.
14
• Kimin nasıl nanoteknolojiye maruz kaldığı sorusu açık?
• Nanoteknoloji gerçekte tehlikeli mi sorusu kesin olarak
cevaplanamıyor
• Nanoteknoloji çevre için bir çözüm de olabilir!!!!!
15
Türkiye de Nanoteknoloji ve Araştırma destekleri
•
•
•
Toplam 19 Nanoteknoloji Araştırma Merkezi
1000-1200 kadar araştırıcı ve teknik eleman
100 civarinda nanoteknoloji «uygulayan» büyük-küçük firma
16
Türkiye Nanoteknoloji Araştırma Kuruluşları
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
Orta Doğu Teknik Üniversitesi Merkezi Laboratuarı
Bilkent Ulusal Nanoteknoloji Merkezi
Bilkent Nanoteknoloji Araştırma Merkezi
Sabancı Üniversitesi Nanoteknoloji Araştırma ve Uygulama Merkezi
Koç Üniversitesi Yüzey Teknolojileri Araştırma Merkezi
Gebze ileri Teknoloji Enstitüsü Nanoteknoloji Araştırma Merkezi
Anadolu Üniversitesi Seramik Araştırma Merkezi (A.Ş.)
Gazi Üniversitesi Nanotıp ve İleri Teknolojier Araştırma Merkezi
Hacettepe Üniversitesi Nanotıp bilim Merkezi
İstanbul Teknik Üniversitesi Nanobilim ve Nanoteknoloji İleri Araştırmalar Enstitüsü
İstanbul Teknik Üniversitesi Nano‐Mikro Elektro Mekanik Sistemler Laboaratuarı
TUBİTAK MAM Malzeme Enstitüsü
Marmara Üniversitesi Nanoteknoloji ve Biyomalzemeler Araştırma Merkezi
Fatih Üniversitesi Biyo‐Nanoteknoloji Araştırma Merkezi
Zirve Üniversitesi Nanoteknoloji Araştırma Merkezi
Çanakkale Onsekiz Mart Üniversitesi Nanobilim ve Teknoloji Araştırma Merkezi
Erciyes Üniversitesi Nanoteknoloji Uygulama ve Araştırma Merkezi Mustafa Kemal Üniversitesi Teknoloji Araştırma Merkezi Atatürk Üniv. Nanobilim Uygulama ve Araştırma Merkezi 17
Türkiye de Nanoteknoloji Eğitimi

Anadolu Üniversitesi: Disiplinlerarası
Nanoteknoloji Yüksek Lisans – 8 temel ve 22
seçimli ders (M.Sc)

Bilkent University: “Malzeme Bilimi ve
Nanoteknoloji” yüksek lisans (M.Sc. ve Ph.D)

Ortadoğu Teknik Üniversitesi : “Mikro ve
Nanoteknoloji Yüksek Lisans ve Doktora
Programı” biyoloji, fizik, kimya, elektrik ,makine ,
malzeme, metalurji ve maden bölümleri ile ortak
disiplinlerarası program

Hacettepe Üniversitesi: Çeşitli bölümlerden
öğretim üyeleri ve tıp fakültesi katılımıyla
“Nanoteknoloji ve Nanotıp” lisans ve yüksek
lisans programı

Istanbul Teknik Üniversitesi: “Nanobilim ve
Nanomühendislik” yüksek lisans ve doktora

Sabancı Üniversitesi: Bölümsüz yapıdan dolayı
program yok ancak yoğun yüksek lisans ve
doktora dersleri ve tezleri
18
Türkiye de Nanoteknoloji Bilimsel Yayınlar
Türkiye adresli Nano içerikli yayınlar
Web of Science, 1 Nisan itibariyle
Türkiye adresli Nano içerikli
yayınlarda ilk 10 üniversite
kısmi
Web of Science, 1 Nisan itibariyle
Yayın sayısı artışında Türkiye İran’ın arkasından dünyada ikinci sırada
19
Ulusal Nanoteknoloji Merkezi – UNAM (Bilkent Üniv)
20
Ulusal Nanoteknoloji Merkezi – UNAM (Bilkent Üniv)
RESEARCH AREAS
NANOSCALE MATERIALS
ENERGY
NANOPHOTONICS
OPTICS AND FIBER LASERS
MICRO AND NANOELECTRONICS
NANOTEXTILE
BIOTECHNOLOGY
SUPRAMOLECULAR CHEMISTRY
SPECTROSCOPY AND IMAGING
THEORETICAL AND COMPUTATIONAL NANOSCIENCE
21
KUYTAM is a transdisciplinary research center, with over 40 participating Koç
University Faculty members
KUYTAM research projects cover different aspects of surface chemistry, surface
physics and surface engineering
Some of the current research projects/topics include:
● Biomaterials, blood compatible and antibacterial surfaces,
● Biodegradable 3D polymeric scaffolds for tissue engineering,
● Superhydrophobic and self cleaning surfaces,
● Surfaces with tunable wetting from superhydrophilic to superhydrophobic
● Characterization and modification of carbon fiber surfaces,
● Surface modified functional inorganic nanoparticles,
● Polymeric nanocomposites,
● Micro and nanomachining,
● Catalyst development,
● Development of sensors and microelectronic devices,
● Semipermeable membranes for desalination and gas separations
22
KUYTAM has 600 m2 laboratories equiped
with state-of-the-art equipment:
X-ray photoelectron spectrometer (XPS)
Scanning electron microscopes (FESEM)
X-ray diffractometer (XRD)
X-ray fluorescence spectrometer (XRF),
Atomic force microscopes (AFM)
Contact angle goniometers
Various laser systems and laser spectroscopy
Reactive ion etching (RIE) and chemical vapor
deposition (CVD) systems
Micromachining Processing equipment
23
Seramik Araştırma Merkezi.(Anadolu Üniversitesi)
Rekabet Öncesi araştırma ve üniversite-sanayi işbirliği konusunda ilk
ve başarılı bir örnek
16 üye şirket ülke seramik üretiminin % 85 i temsil
Seramik firmalarından 2 MTL kaynak
Anadolu Üniversitesinden 8 MTL değerinde insan kaynağı ve altyapı
Sanayi için gelişmiş Arge altyapısı ve teknik bilgi desteği
30 Yüksek Lisans Öğrenci kapasitesi devamlı dolu
Yetenekli araştırmacılarla ekonmik katma değer üretimi,
2009 da Üniversite ye ait şirket haline dönüşüm
24
Sabancı Üniversitesi Nanoteknoloji Araştırma ve
Uygulama Merkezi (SUNUM)

Disiplinlerarası uygulamalı araştırma

Sanayi ihtiyaçlarına dönük aralık kapatıcı
araştırma

Tüm kullanıcılara açık laboratuvarlar

Yüksek teknoloji ile inşa edilmiş, insan
hücresinden esinlenmiş mimari

7.400 m2 yeşil, çevre dostu araştırma
binası

LEED ve BREEAM sertifikaları

Kategorisinde en iyi ve yeni teçhizatlarla
donatılmış disiplinlerarası laboratuarlar

Temel atma: 10 Haziran 2010

Açılış: 9 July 2011
Ülkemiz için her açıdan örnek bir araştırma
merkezi
25
Sabancı Üniversitesi Nanoteknoloji Araştırma ve
Uygulama Merkezi (SUNUM)
Değişik sektörlerden sanayi temsilcileri
ve profesyonel derneklerle yakın iletişim
İnsan odaklı, katma değerli, ülkenin
öncelikleri, sanayi talepleri ve öğretim
üyelerinin yetkinlikleri birleştirilerek
seçilmiş alanlar:
Yapısal Malzemeler; Gıda ve Tarım;
Nanobiyo Teknoloji ve Sağlık;
Savunma; Enerji ve Çevre
Firmalar ve diğer araştırma merkezleri
ile stratejik işbirlikleri
26
Nanoteknoloji Alanında Start-up Firmalar (kısmi)
27
Nanoteknoloji Alanında Firmalar (kısmi)
28
Nanoteknoloji Her Yerde!!!!
29
Nanoteknolojinin Geniş Kitlelere Tanıtımı
Nanoteknolojileri geniş
kitlelere doğru tanıtmak
lazım!
• NANODIALOGUE, NANOCAP,
MACOSPOL, NANOPLAT,
FRAMINGNANO genel programları
• NANOYOU, NANOTOUCH,
TIMEFORNANO programları
gençlere dönük programlar
• Nedir, neredeyiz, nereye gitmek
istiyoruz, neler yapmalıyız?
Bonazzi - EC, Brussels, 2010
30
Nanoteknolojinin Gençlere Tanıtımı
EU da gençlerin nanoteknolojiyi nasıl
gördükleri konusunda bir araştırma
raporu (2010)
• 24 üye ülke ve misafir üyede yapılan
anketlerin sonucu
• Türkiye katılmamış
• Sonuçlar
• Bilmiyorum ama ilginç bir şeye
benziyor
• Kızlar sağlık, oğlanlar bilgi teknoloji
uygulamalarını öne çıkarıyor
• “nano is cool” öğrenmeye değebilir
• İyiyi takip et, kötüyü bırak (nano
güvenlik)
31
Nanoteknolojinin Gençlere Tanıtımı
www.nanoyou.eu
Discover the secrets of
nanoworld:
Nano for Youth – Gençler
için Nano
Nanoteknolojinin okul çağı
çocuklara ve gençlere
tanıtımı için EU destekli
programlar:
• Websitesi
• Sanal laboratuarlar
• Deney örnekleri
• Gezici sergiler
32
Türkiye’de Nanoteknolojinin Gençlere Tanıtımı
Türkiye Bilim Merkezleri Vakfı
• 9 AB ülkesindeki Bilim Merkezleri
ve Müzeleri ile birlikte,
Nanoteknoloji kavramının
gençlere aktarılması konusunda
Türkiye’de bir ilk teşkil eden TIME
FOR NANO Projesi ortakları
arasında
• Bilim Merkezi Atölyelerinde de yer
alan NANOTEKNOLOJİ Eğitimi
• NANOTEKNOLOJİ eğitimini
başka şehirlere ve çeşitli okullar
da daha çok öğrenciye ulaşması
http://www.timefornano.eu/tr
http://www.bilimmerkezi.org.tr/
33
Türkiye’de Liselerde Nanoteknoloji
TUBİTAK ORTAÖĞRETİM ARAŞTIRMA
PROJELERİ ÖRNEKLERİ: 2010-2011
• Proteom çalışmaları için bakteriyel
nanofiberler: Ankara Samanyolu Fen Lisesi
• Ozonlanmış Acı Biber yağı hapsedilmiş
mikrokapsüller: İzmir Vecdi Gönül Anadolu
Lisesi
• Gıda Koruyucuların Hücresel Zararları:
Urfa Çağlayan Murat Fen Lisesi
• İlaç atıkları için nanokovalar: İstanbul MEF
Lisesi
• Yapay doku için jelatin Nanofiberler: İzmir
Türk Koleji
• Manyetik nanoparçacıklarla sudaki
arseniğin temizlenmesi: Urfa Fen Lisesi
• Polipropilen yüzey hidrofobisi: Bursa Askeri
Lisesi
34
TEV İnanç Türkeş Özel Lisesi, fizik öğretmeniMeral Uğurlu’nun
danışmanlığında, Seray Yiğiter ve Aliye Bihter Günal’ın hazırladığı “Çeşitli
Şeker Türlerinin Raman Spektroskopilerindeki Farkların Fiziksel Değişkenler
Yardımıyla İncelenmesi” başlıklı projesi
35
36
36
Türkiye’de Nanoteknoloji
http://www.nanotr8.com/tr/
37
Dr. Volkan Özgüz
[email protected]
• Nanoteknolojiler geleceğimizi yönlendirecek
• Nanoteknolojide araştırmadan uygulamaya geçen yolda
bilinmeyen pek çok nokta var
• Nanoteknolojilerde önemli sosyal ve ekonomik etkili
ArGe ve İnovasyon Fırsatları var
• Nanoteknoloji ArGe ve uygulamalarında “safety” –
38
“güvenlik” göz ardı edilmemeli