Gaziantep Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Elektrik – Elektronik Mühendisliği Bölümü Öğretim Üyesi Doç. Dr. Uğur Cem Hasar, nanobilimin ve nanoteknolojinin vazgeçilmez öğelerinden biri olan nanomalzemelerin, son yıllarda dünya üzerinde en çok çalışılan ve sürekli gelişen konulardan birisi olduğunu söyledi.
Doç. Dr. Hasar, “Nanomalzemelerin bir alt kümesi olan metamalzemeler son yıllarda bilim camiasının büyük ilgisini çekmiş ve konvansiyonel tip malzemelerden farklı olarak negatif kırılma (negatif faz hızı, ışık basıncı, Doppler etkisi ve Cherenkov radyasyonu) özelliğine sahiptirler. Negatif kırılma, malzemenin hem elektrik hem de manyetik geçirgenlik değerlerinin (belirli bir frekans aralığında) negatif olması ile elde edilmektedir. Metamalzemelerin negatif kırılma özelliği, teorik olarak 1968 yılında ve deneysel olarak 2000’li yılların başında gösterilmiştir. Bu malzemeler doğada var olmayan negatif kırılma indise sahip olmalarından dolayı, mükemmel lens, görünmezlik pelerini, optik görüntüleme ve fotonik uygulamalarda önemli bir parametre haline gelmiştir” şeklinde konuştu.
Önceleri iletken ve yalıtkan bir malzemenin periyodik birleşimi ile elde edilen metamalzemelerin, günümüzde bazen periyodik olmayan yapıda bazen ise iletken içermeyen bir içerikle üretilebildiğini belirten Doç. Dr. Hasar, “Metamalzemelerin negatif kırılma özelliklerinden ve metal içermeyen bazı özel yapılarından dolayı, güneş panellerinde uygulama alanı bulabilmekte ve güneş enerjisinden verimli bir şekilde elektrik enerjisinin elde edilmesine imkan sağlayabilmektedir” ifadesinde bulundu.
Doç. Dr. Hasar, “Yakın zaman öncesinde (2012 Eylül) TÜBİTAK tarafından desteklenen 1001 araştırma projemizde yeni bir yöntem ile metamalzemelerin elektromanyetik özelliklerinin daha hassas ve özgün belirlenmesini sağlayarak yukarıda bahsedildiği üzere değişik uygulama alanlarına sahip bu malzemelerin üretimine yardımcı olmayı hedeflemekteyiz. Projemiz kapsamında planlanan üretim ve ölçümler, ikinci doktoramı yapıyor olduğum Atatürk Üniversitesi Nanobilim ve Nanomühendislik Araştırma Merkezindeki öğretim üyeleri ile beraber, Bilkent Üniversitesi ve Sabancı Üniversitesi’nin nanoteknoloji laboratuarlarında yapılacaktır” diye konuştu.
“Nanomalzemelerin diğer bir alt kümesi ise nanogözenekli malzemelerdir” şeklinde konuşan Doç. Dr. Hasar, “Bu malzemeler, kataliz, algılayıcı, biyolojik moleküler izolasyon, iyon değişimi, ve ayrıştırma gibi bir çok alanda kullanılabilmektedir. Nanogözenekli malzemeler, aynı zamanda nanometre mertebesindeki gözenek açıklıklarında ve geniş iç yüzeylerinde atomlar, iyonlar ve moleküller ile rahat etkileşim içine girebilmesi özelliklerinden dolayı bilimsel ve teknolojik öneme sahiptirler. Gözenekli silisyum, yüksek yüzey-hacim oranı, çip yüzeyleri ile kolay entegrasyonu ve çok yönlü yüzey kimyası özelliklerinden dolayı bu bahsedilen uygulamalar için geleceği parlak olan nanomalzemelerden birisidir” ifadesinde bulundu.
Doç. Dr. Hasar, “Gözenekli silisyum nanomalzemeler ve optik ışımalar kullanılarak, kimyasal ve biyolojik uygulamalar için hassas ve kullanışlı algılayıcılar üretmek mümkündür. Örneğin, bu malzemeler kullanılarak DNA sarmalının ve kandaki kimyasalların değişiminin tespiti ve idrar testi sayesinde insanların hangi hastalıklara yakalanma riski olduğu veya hastalık geçiriyor olduğu hassas ve özgün bir şekilde tayin edilebilir. Yakın zaman öncesinde Atatürk Üniversitesi Öğretim Üyeleri ile beraber geliştirmiş olduğumuz değişik tipteki optik algılayıcıları, yukarıdaki uygulamalar için ulusal ve uluslararası araştırma destek kurumlarına önermeyi düşünmekteyiz” diye konuştu.
Çimento tabanlı betonarme yapıların mekanik özelliklerinin belirlenmesinde inşaat mühendisliği alanında uygulanan yöntemin genelde kullanılan malzemeyi tahrip ettiğini belirten Doç. Dr. Hasar, “Örneğin, betonun basınç dayanımının belirlenmesinde en sık kullanılan yöntem betondan silindir bir numunenin alınması ve laboratuar ortamında test edilmesidir. Başka bir yöntemde ise, çimento tabanlı malzeme ile aynı özelliklere sahip örnek hazırlanmaktadır. Bu ikinci yöntem tahribatsız olmasına karşın, hazırlanan örnekler gerçek numuneyi tam anlamıyla temsil edememektedir. Bu durum, çimento tabanlı malzemelerin kimyasal, karışım oranı ve elektriksel özelliklerinin incelenmesinde tahribatsız ölçüm yöntemlerinin kullanılmasını gerekli kılmaktadır” ifadesinde bulundu.
Doç. Dr. Hasar, “Mikrodalga ölçüm tekniklerinin düşük maliyetli oluşu, temassız özellik göstermesi, iyi bir çözünürlüğe sahip olması ve metal olmayan malzemelere iyi iletiminin olması gibi özellikleri dikkate alındığında, diğer tahribatsız ölçüm tekniklerine göre daha avantajlı olduğu görülmektedir. Mikrodalga tahribatsız ölçüm yöntemi kullanılarak 2002 yılında başarı ile sonuçlanan TÜBİTAK projemizin devamı olarak, yakın zaman içerisinde çimento tabanlı malzemeler ile ilgili başka projelerimizi hem TÜBİTAK’a hem de ABD-NSF’e (Ulusal Bilim Vakfı) önermeyi düşünmekteyiz” şeklinde konuştu.