ƸӜƷLale KimyaƸӜƷ
Genel Sorumlu
 Çevrimdışı
Cinsiyet: 
Mesaj Sayısı: 475
|
 |
« : Ocak 22, 2009, 01:52:01 ÖÖ » |
|
Atom zincirleri Her karbon atomu en yakın iki komşusuyla çift bağ yaparak bazıları deneysel olarak da gözlemlenmiş olan sicimleri oluşturur. Normal koşullarda söz konusu çift bağ sayesinde karbon sicimi, altın atomunun zincirinden daha iyi bir iletkenliğe sahiptir. Yine çift bağ sayesinde, çekmeye karşı nanotüpten yaklaşık iki kat daha yüksek bir direnç gösterirken, bükülme esnekliği sayesinde halka, helis, örgü ve ızgaralar da yapabilmekte. İlke olarak, arzu edilen herhangi bir geometriye göre tasarlanan örgülerin düğüm noktalarına moleküler aygıt yerleştirilerek, nanoölçülerde bütünleşik devre yapmak mümkün olabilecek. Sonlu sayıda karbon atomundan oluşan sicimin iki metal elektrot arasında iletkenliği, atom sayısına, hatta bu sayının tek ya da çift olmasına bağlı olarak önemli değişiklikler gösterir.Kuantum etkisinin bir sonucu olarak doğrusal sicimin uzunluğu artarken direnci azalabilir. Başka bir ilginç durumda Cr, Co, hatta Ti atomlarıyla periyodik olarak katkılanan CnCo ya da CnCr (n=3–4) zincirleri, olağanüstü bir elektronik özellik gösterir. Farklı spin yönüne sahip bantlar ayrışarak zincire ferromanyetik bir yapı kazandırırlar. Bunun da ötesinde, bir spin yönünün elektronik enerji bandı metal gibi davranırken, tersi spin yönünde bantlar, yalıtkan ya da yarıiletken gibi davranır. Normalde kristaller metal ya da yarı iletken olabilirken, Co ya da Cr ile periyodik olarak katkılanan atom zincirin aynı anda hem metal hem de yarı iletken gibi davranışı, akımı ileten elektronların mutlak spin kutuplanmasına sahip olduğunu gösterir. Bir başka deyişle, böyle bir aygıt ancak bir yönde spine açık, ters yöndekilere kapalı kalır. Elektronların spinlerine bağlı olan bu tür elektroniğe “spintronik” adı veriliyor. Spintronikte iletişim kapasitesi artırılıp değişik elektronik ve manyetik aygıtlar yapmak amaçlanıyor.
Birkaç karbon atomundan oluşan zincir parçaları uçlarından Co ya da Cr atomlarıyla kapanınca, yapay ve doğrusal CoCnCo ya da CrCnCr molekülleri ortaya çıkar. Kuantum mekaniğine dayalı duyarlı hesaplar, bu moleküllerin de kalıcı manyetik özelliklere sahip olduğunu gösteriyor. Örneğin, CrCnCr zincirinde karbon atomunun sayısı n, tek bir sayıysa zincir “ferromanyetik” (yani her iki Cr atomunun spini de aynı yönde), çift sayı olduğundaysa “antiferromanyetik” (yani Cr atomlarının spinleri farklı yönde) olur. Antiferromanyetik yapınınn iletkenliği her iki spin yönünde elektronlar için de zayıf bir değerde seyrederken, antiferromanyetik yapı dışlarından etkiyen manyetik alanla ferromanyetik yapıya dönüşür ve iletkenlik artar. Böylece sistemden geçen akım kolaylıkla kontrol edilebilir. Bu şekilde çalışan aygıta “spin vanası” deniyor. Co, Cr gibi atomlarla katkılanan ve birkaç karbon atomunu içeren manyetik moleküllerin gelecekte ilginç bir uygulama alanı, çok yoğun bilgi depolanmasında görülebilecek.
Bütün dünyada bir yılda yaklaşık 1019 bit bilgi üretiliyor. Bu kadar bilgiyi günümüz teknolojisiyle depolayan CD’ler üstüste dizilse 6000 km yüksekliğinde bir sütun oluştururdu. İlkece, nanoteknoloji kullanarak tüm bu bilginin yaklaşık 1 cm3’lük bir hacim içerisinde depolanabileceği öngörülüyor. Aşağıdaki şekil, bunun nasıl gerçekleşebileceği konusunda bir model sunmakta.
Yukarıda sunulan çok dar bir kesitle nanobilim ve teknolojinin yaşantımıza neler getirebileceği, dünyamızı kısa bir zaman diliminde nasıl değiştireceği açıkca görülüyor. Günümüzde biliminsanları her bilim dalına, her teknoloji alanına nanoölçekleri sokmak, olası sıradışı özellikleri ortaya çıkarıp yeni bir teknoloji ürününde kullanabilmek için hayalleri zorlayan yöntemler keşfediyorlar. Karbon nanotüplerin otomobil lastiklerinde kullanılmasıyla, çelikten elde edilen dayanıklılığın ve güvenilirliğin çok daha fazlasının elde edilmesi bekleniyor.
Viral RNA ve DNA’dan yapılan nanorobotlar yakıt olarak kimyasal bileşenleri kullanarak, hücre içindeki sarılık virüsüne saldırabiliyorlar. Diğer yandan genetik yapısıyla oynanan virüsler, kuantum noktalarını mükemmel olarak dizebilen kölelere dönüştürülüyorlar.
Bir başka alandaysa, nanoteknoloji kullanarak kuantum bilgisayarlarının işlemcilerini geliştirmek için uğraş veriliyor. Böylece mevcut en hızlı bilgisayarlardan binlerce kat daha hızlı bilgisayarların yapılması planlanıyor. Böyle bir bilgisayar, şifreleri kolaylıkla kırarak dünyadaki bütün gizli bilgileri elde edebilecek. Kısaca uzmanlar, geleceğin teknolojisini geliştirmek için gece gündüz çalışıyorlar. Bugün çok küçük şeylerle uğraşanlar yarının sanayi devleri olmak yolunda emin adımlarla ilerliyorlar.
 Viral RNA ve DNA’dan yapılan savaşçı bir nanorobot. (a) Bilgisayarlarda RAM belleğinin kapasitesini artırmak üzere yakında uygulamaya sokulacak olan MRAM belleğinin basit anlatımı. Yeşil manyetik malzemenin üst ve altındaki iletkenlerden oklarla gösterilen yönde akım geçtiğinde, manyetik alan yönü değişebiliyor, Yani veri yazılabiliyor; yalnızca bir iletkenden akım geçmesi durumundaysa manyetik alanın yönü okunabiliyor, yani yazılan veri okunabiliyor.
(b) ilke olarak benzer şekilde karbon atomlarından yapılan bir örgüde aynı yönde yerleştirilen ferromanyetik CrC3Cr zincirlerinde manyetik alanın yönü değiştiriliyor ya da alan yönü okunabiliyor.
|
