Nanobilim Günü
Günümüzde keşfedilmeye ve gelişmeye devam eden nanobilim ve nanoteknoloji ile ilgili çeşitli etkinlikler düzenlenerek ziyaretçilerin bu konuda farkındalık kazanmaları amaçlandı.
Atölye adı: Nano Boyut
Nano boyuttaki malzemelerin incelenmesi özel görüntüleme yöntemleri gerektirir. Geçirimli Elektron Mikroskobu (TEM) ve Nano lego etkinliklerinde ziyaretçiler nano ölçeklendirmede uygun araç ve gereçleri kullanmanın önemini anlar.
Etkinlik 1: TEM
Hedef Kitle: 6 yaş ve üstü
Etkinliğin Amacı: Transmisyon (Geçirimli) Elektron Mikroskopları (TEM'ler), araştırmacıların tek tek atomları ve diğer araçlarla görülemeyecek kadar küçük olan diğer özelliklerin tespit edilip görüntülenmesini sağlar. Transmisyon elektron mikroskobunun icadı, nanoteknoloji alanında bir dönüm noktası olmuştur. Bu etkinlikte ziyaretçiler, basit malzemelerle transmisyon elektron mikroskobu modeli tasarlayıp, nesnelerin gölgesinden görüntü elde edeceklerdir.
Etkinlik 2: NANO LEGO Hedef Kitle: 5 yaş ve üstü
Etkinliğin Amacı: Nanoteknoloji alanında, araştırmacılar nanometre cinsinden ölçülen küçük şeyleri inceler. Nanometre, metrenin milyarda biridir. Bu dünyamızı oluşturan yapı taşları olan atomların ve moleküllerin boyutudur. Sıradan aletlerle atomları incelemek, ellerinizde fırın eldiveni varken legolarla bir şeyler yapmaya benzer. Bilim insanları yapacakları araştırmalar için doğru boyutta araçlara ihtiyaç duyarlar. Bu etkinlikte ziyaretçiler fırın eldivenlerini kullanarak legolarla şekiller oluşturmaya çalışacaklar, doğru ölçeklendirme için doğru araçların kullanımının önemini anlayacaklar.
Atölye adı: Nano Sanat
Nanoteknolojinin ilk örneklerinden birisi olan vitray sanatı ile ziyaretçiler nano boyuttaki değişimin nasıl büyük değişikliklere sebep olduğunu gözlemlerler. Diğer etkinlikte ise nanobilimin temelini oluşturan yapıların ve kullanım alanlarının tanıtılması amacı ile tasarlanan kitap ayraçları ziyaretçiler tarafından boyanacaktır.
Etkinlik 3: VİTRAY SANATI Hedef Kitle: 7 yaş ve üstü
Etkinliğin Amacı: Nanoteknolojinin erken örneklerinden biri olarak gösterilen Orta Çağ vitray pencereleri, kullanılan malzemelerin nano boyutta değişim gösterdiğini kanıtlamaktadır. Orta Çağ'dan beri, vitrayı renklendirmek için nano boyutlu altın ve diğer metaller kullanılmıştır. Büyük altın parçaları genellikle altın renginde ve parlak görünür, ancak altın çok çok küçüldüğünde rengi değişir çünkü ışıkla farklı etkileşime girer. Nano-altın, kırmızı ve turuncu renkli cam yapmak için kullanılır. Farklı nano boyutlu malzemeler farklı renkler üretir. Örneğin, nano boyutlu gümüş parçacıklar kullanıldığında yeşil ve sarı renkler oluşur. Bu etkinlik sanatın nanoteknoloji ile olan ilgisini ve nano boyuttaki değişimlerin nasıl farklılıklar ortaya çıkardığını göstermek için tasarlanmıştır.
Etkinlik 4: KİTAP AYRACI Hedef Kitle: 5 yaş ve üstü
Etkinliğin Amacı: Etkinlik, nanobilimin temelini oluşturan yapıların (grafen, buckyball, karbon nanotüp, nanokristal, nanotıp, nanoteknoloji, nanometre ve mavi morfo kelebeği) ve kullanım alanlarının tanıtılması amacı ile tasarlanan kitap ayraçlarının ziyaretçiler tarafından boyanmasını içermektedir.
Atölye adı: Nano Keşif
Bu atölyede ziyaretçiler akıllı yüzeylere yakından bir bakış sağlarken, partiküllerin görünür ışık ve UV ışık altındaki davranışlarını gözlemleyeceklerdir. Ziyaretçiler nano kumaşların normal kumaşlardan farkı nedir, hidrofobik kum neden suya karışmaz, yağmur yağdığında neden bazı otomobiller sileceklere ihtiyaç duymaz gibi soruların cevaplarını bulacaklardır.
Etkinlik 5: SİHİRLİ MÜREKKEP Hedef Kitle: 6 yaş ve üstü
Etkinliğin Amacı: Oksidasyon, elektronların hareketini ve kaybını içeren herhangi bir kimyasal reaksiyondur. Bu olduğunda, bir nesnenin özellikleri değişir. Örneğin, demir oksijenle reaksiyona girdiğinde pas adı verilen bir kimyasal oluşturur. Bir elmayı kestiğinizde oksitlenmeyi de izleyebilirsiniz. Bir elma dilimi tezgâhta bırakıldığında kahverengiye döner. Oksijen, elmadaki polifenol oksidaz enzimi ile reaksiyona girmeden önce limon suyundaki askorbik asit (C Vitamini) ile reaksiyona girer. Görünmez mürekkep için, organik bileşiği ısıttığınızda limon suyu daha hızlı oksitlenir ve kahverengiye döner, bu da gizli mesajı görmemize yardımcı olur. Bazı mürekkepler ultraviyole lamba altında hafifçe parlar veya flüoresan saçar. Bu, birçok maddenin, özellikle organik maddelerin ve vücut sıvılarının bir özelliğidir. Diğer mürekkepler, ultraviyole ışığı emerek, flüoresan yaymazlar.
Etkinlik 6: HİDROFOBİK YÜZEYLER Hedef Kitle: 6 yaş ve üstü
Etkinliğin Amacı: Nanobilimin günlük hayatımızdaki kullanım alanları gösterilecek ve nanobilim alanında kullanılan akıllı malzemeler (nano kumaş, hidrofobik kum, hidrofobik yüzeyler vb.) uygulamalarla ziyaretçilere tanıtılacaktır.
Atölye adı: Nanoteknoloji
Bu atölyede ziyaretçiler grafenin iletkenliğini bir elektrik devresi kurarak gözlemleyecekler. 3 boyutlu yazıcıdan alınmış karbon nanotüp, buckyball gibi nano yapıların moleküler yapılarını göreceklerdir. Diğer etkinlikte ise nitinol telin farklı sıcaklıktaki davranışları ziyaretçi tarafından gözlemlenecektir.
Etkinlik 7: GRAFEN DEVRE Hedef Kitle: 8 yaş ve üstü
Etkinliğin Amacı: Kurşun kalem grafitten yapılmıştır. Grafit karbon temelli nanopartiküldür ve elektrik iletkenidir.
Bu iletkenlik, malzeme içinde karbon atomlarındaki elektronların hareketi ile sağlanır. 2004 yılında Manchester Üniversitesinden iki araştırmacı, Prof. Andre Geim ve Prof. Kostya Novoselov grafitten tek bir tabakayı selobant tekniği (Scotch Tape method) ile ayırmayı başararak karbon elementinin yeni bir allotropu olan grafeni elde etmişler, bu öncü çalışmaları ile 2010 Nobel Fizik Ödülünü almışlardır. Ziyaretçilere nano yapılardan olan grafenin elektrik iletkenliği uygulamalı olarak gösterilecektir.
Etkinlik 8: NİTİNOL TEL Hedef Kitle: 7 yaş ve üstü
Etkinliğin Amacı: Nitinol iki tür atomdan oluşur: Nikel atomları ve Titanyum atomları. Kristal yapı adı verilen organize bir modelde düzenlenirler. Çoğu katı kristal yapıya sahiptir, ancak Nitinol özeldir çünkü katı fazlar olarak da adlandırılan iki farklı kristal yapıya sahiptir. Nitinol ısıtıldığında, bir fazdan diğer faza geçmeleri için enerji vermiş olursunuz, soğudukça eski haline geri döner. Düşük sıcaklıklarda, Nitinol yumuşaktır ve bükülmesi kolaydır. Daha yüksek sıcaklıklarda serttir. Düşük sıcaklıktaki yapısındayken ısıttığınızda orijinal şekline geri döner.
Grafit kristal yapılı olup grafen tabakalarından oluşur. Grafen, karbon atomunun bal peteği örgülü yapılarından bir tanesine verilen isimdir.
Etkinlik 9: NANO YAPILARIN 3 BOYUTLU HALLERİ Hedef Kitle: 7 yaş ve üstü
Etkinliğin Amacı: Fulleren (buckyball), karbon nanotüp, grafen, nano elmas, nitinol stent gibi nano yapıların 3 boyutlu hallerinin ve gündelik hayattaki kullanım alanlarının ziyaretçilere tanıtılmasıdır.
Fulleren: Fullerenler olarak da adlandırılan Buckyball'lar (Bucky topları), keşfedilen ilk nanopartiküllerden biridir. Karbon atomları, futbol topundaki gibi birbirine altıgen ve beşgen modelinde bağlanır ve bucky toplarının küresel yapısını oluşturur. Karbon atomları arasındaki kovalent bağlar, bucky toplarını çok güçlü kılar ve karbon atomları başka atomlarla kolayca kovalent bağlar oluşturur. Bucky topları, çok iyi elektron alıcılarıdır. Bu özellik sayesinde güneş pillerinin güneş ışığını elektriğe dönüştürmesine ve verimliliğin artmasına yardımcı olur.
Karbon nanotüp: Karbon nanotüp, grafen olarak adlandırılan iki boyutlu, örülü karbon yapının silindir şeklinde sarılmış halidir. Karbon nanotüplerin çapı birkaç nanometrede sınırlı kalırken uzunluğu 20 nm’ye kadar çıkabilir. Çaplarının milyonlarca katı uzunluklara ulaşabilen karbon nanotüpler sağlamlık, elektrik iletkenliği, ısı iletkenliği gibi özellikleriyle de başka malzemelere göre daha avantajlıdır. Karbon nanotüpler, tüp ekseninin hekzagonal (atomların altıgen prizma simetrisinde düzenlendiği kafes yapı) karbon birimlerine bağlı konumuna göre üç farklı yapıya sahip olabilir. Bu yapılar zik zak tipi, koltuk tipi ve helisel (chiral) tip olarak adlandırılmaktadır. Enine alınan bir kesitte bu dizilim yapıları rahatlıkla fark edilebilir. Grafenin tek katlı olarak sarılmasıyla elde edilen karbon nanotüp yapısı tek duvarlı karbon nanotüp olarak adlandırılmaktadır. Bunun yanında, birden fazla sarım yapılarak elde edilen çift katlı ve çok duvarlı karbon nanotüpler de yaygın olarak görülmekte ve kullanılmaktadır.
Elmas Nanopartiküller (Nanoelmas): Nanoelmasların çapı yaklaşık 2-8 nm olan küçük ve oktahedral yapıya sahip karbon nanopartiküllerdir. Kimyasal tepkisizlik, biyouyumluluk, sertlik, optik şeffaflık ve yüksek termal iletkenlik gibi özellikler nanoelmasları çeşitli uygulamalar için olağanüstü malzemeler haline getirir. Nano elmas, makine sanayi, uzay-havacılık uygulamaları, otomotiv endüstrisi, metal sanayi , plastik sanayi, parlatma ve yağlama endüstrileri gibi birçok alanda kullanılmaktadır.
Nitinol Stent: Nitinolun en önemli özelliği şekil hafızası etkisidir. Temelde, nitinolün oldukça büyük deformasyonlara rağmen kritik sıcaklığın üstünde bir sıcaklığa ulaştığında eski şekline geri dönmesine, bir nevi ilk şeklini "hatırlamasına" dayanmaktadır. Stentler bu özelliği sayesinde sağlık alanında oldukça öneme sahiptir. Damar yolu hastalıklarının tedavisinde kullanılan damar içi stentler, özellikle kardiyovasküler cerrahi alanında hayat kurtarıcı tedavi olarak önemli bir rol oynamaktadır.
Grafen: Grafen, moleküler bağ uzunluğu 0.142 nm olan ve altıgenlerin tekrarlanan yapısında birbirine bağlanan karbon atomlarından oluşan bir malzemedir. Grafen o kadar incedir ki, iki boyutlu olarak kabul edilir. Grafenin düz bal peteği deseni sahip karbon allotropudur.Dünyadaki en güçlü malzeme olmasının yanı sıra en hafif, en iletken ve şeffaf olması gibi özellikleriyle öne çıkmaktadır. Grafen, elektronik, tıp, havacılık ve daha birçok alanlarda kullanılmaktadır.