Uygulamalı Nanoteknoloji Yaz Okulu Dersleri
Sabancı Üniversitesi Uygulamalı Nanoteknoloji Yaz Okulu’nda, lise öğrencilerine, nanoteknoloji, nanoteknolojiyle ilgili güncel gelişmeler ve uygulamalar hakkında bir farkındalık yaratmak, merak uyandırmak ve gelecekteki meslek seçimlerinde yönlendirici olmak hedeflenmektedir.
Bu etkinliğin diğer programlardan en önemli farkı laboratuvar uygulamalarıdır. Öğrencilere teorik bilgilendirmelerden sonra yoğun bir şekilde sunulacak olan laboratuvar uygulamaları ‘yaparak öğrenmek’ için harika bir fırsat olacaktır. Sabancı Üniversitesi kampüsünde geçirecekleri iki hafta ile üniversite yaşamını kısmen de olsa deneyimleyecektir.
Geçmişten Günümüze Malzemeler
Öğretim Üyesi: Burç Mısırlıoğlu
Ders İçeriği: Gelişen teknolojilerdeki atılımlar büyük oranda kullanılan malzemelerin özellikleri ve performansı ile kısıtlıdır. Yeni malzeme arayışları hep bu kısıtların kaldırılmasını hedeflemektedir ve bu konudaki gelişmeler kullanıcıların pek de farkında olmadıkları şekillerde gerçekleşmektedir. Bu derste tarihte mühendislik malzemelerinin evrimi ve insan medeniyetine nasıl yön verdiği anlatılacaktır. Otomotivdeki çelik malzemelerden havacılıktaki alaşımlara ve kompozitlere, bilgisayarlarımızdaki işlemcilerden bilgilerimizi sakladığımız harddisklere kadar geniş bir uygulama yelpazesinde hangi malzemelerin ne tür özellikleri nedeni ile tercih edildikleri tartışılacaktır.
Neden Nanomalzemeler
Feray Bakan Mısırlıoğlu
Ders İçeriği: Malzemelerin yüzeyleri iç kısımlara göre oldukça farklı özellikler gösterebilir. Malzemenin boyutları küçüldükçe yüzey alanının hacmine göre oranı artar ve bunun sonucu düşük boyutlarda özellikler farklılaşmaya başlayabilir. Özellikle nanometre boyutlarına inildiğinde bu durum kuvvetli şekilde ortaya çıkar: Nano boyutta malzemenin özellikleri elle tutulur boyutlarındakinden çok farklı olabilmektedir. Bu derste nanoboyuttaki malzemelerin nasıl farklılaştığını ve bu davranışların ne tip uygulamalarda kullanılabildiğini konuşacağız. Ayrıca sadece insan yapımı değil doğada gözlemlenebilen bazı “nanoboyut” etkileri de ilginç olup bunun teknolojiye nasıl yön verebildiği tartışılacaktır.
Nanoboyutta Görüntüleme
Öğretim Üyesi: Burç Mısırlıoğlu
Ders İçeriği: Bir mikroskop altında bir canlı hücrenin detaylarının nasıl görüntülenebildiğini hiç düşündünüz mü? Peki o görüntünün elde edilmesini sağlayan merceklerin fiziksel çalışma prensibini merak ettiniz mi? Işık kullanarak bir nesnenin detaylarını ne derece ayrıt edebileceğimizin fiziksel kanunlar ile sınırlı olduğunu biliyor muydunuz? Bu fiziksel kısıtı elektronları kullanarak aşabileceğimizi, atom seviyesinde detayları ayırt edebileceğimizi, bunun nasıl ve hangi aygıtlar ile mümkün olduğunu merak ediyor musunuz? Bilgisayarlardaki işlemcileri oluşturan milyarlarca tranzistörün herbirinin günümüzde saç teli kalınlığından yaklaşık 10000 kat daha küçük yapılar olduğunu ve ancak elektron mikroskopları ile görülebileceğini duydunuz mu? Bu soruların cevaplarını öğrenmek istiyorsanız bu dersi dinlemelisiniz.
Hayatımızdaki Nanofiberler
Öğretim Üyesi: Serap Hayat Soytaş
Ders İçeriği: Fiberler üzerimizdeki kıyafetlerden evimize internet taşıyan kablolara kadar pek çok alanda hayatımızda yer alıyorlar. Peki bu fiberleri saç telinden 500 kez daha küçük boyuta nasıl getirebiliriz ve bu boyuttaki fiberler, yani nanofiberler, ne işimize yarar? Bilim insanları bu çok küçük fiberleri kullanarak havadaki ya da sudaki zararlı maddeleri temizlemekten vücudumuzun belirli bir bölgesine kontrollü olarak ilaç gönderilmesine kadar pek çok özgün uygulama alanı üzerine çalışıyorlar. Bu derste nanofiberler nasıl üretilir, nanometre boyutlarında olmalarının sağladığı faydalar nelerdir, hangi alanlarda kullanılmaktadırlar ve gelecekte hangi alanlarda kullanılabilirler gibi sorulara cevap arayacağız. Laboratuvar uygulamasında ise elektrodokuma yöntemini ve bu yöntem ile nasıl nanofiber üretebileceğimizi öğreneceğiz.
Mikro Akışkanlar Dünyası
Öğretim Üyesi: Ali Koşar
Ders İçeriği: Sıvıların veya gazların gözle görünür büyüklükteki kanallar ve borular içinde akışı günlük hayatımızda kullandığımız pekçok aygıt ve makinenin işleyişinde son derece rutindir. Gittikçe küçülen bazı aygıtlarda ise yine sıvıların veya gazların belli bir işlevi yerine getirmek üzere bir noktadan bir başka noktaya akışı bunun gerçekleşeceği kanalların boyutlarına bağlı hale gelmeye başlamaktadır. Bunun sebebi akışkanın mikroskopik denebilecek kanalların iç duvarları ile sıradışı etkileşimlere girmesidir. Bu türden mikroskopik boyutlarda akışın önem kazandığı pekçok yeni uygulama vardır ve “chip boyutunda laboratuvar” diye tabir edilen mm boyutlarındaki sistemler buna çok güzel bir örnektir. Bu derste farklı uygulamalar için geliştirilen ve mikro boyutlarda akışın söz konusu olduğu ve yer yer sıradışı sayılabilecek teknolojiler anlatılacaktır.
Mikro/ Nano Üretim
Öğretim Üyesi: Morteza Ghorbani
Ders İçeriği: Mikro fabrikasyon, mikrometre ölçeklerinde ve daha küçük minyatür yapıların imal edilmesi işlemidir. Çoğu mikro/nano fabrikasyon tekniğinin kökleri, yarı iletken endüstrisi için geliştirilen standart imalat yöntemlerine dayanmaktadır. Bu derste, Mikrofabrikasyon teknolojisindeki temel adımlar anlatılacaktır. Cihaz imalat ortamı olan temiz oda gösterilecek ve mikro fabrikasyon tekniklerine dayalı olarak bir mikroakışkan cihaz örneği sunulacaktır.
Temiz Bir Dünya İçin Yenilenebilir Enerji Kaynakları
Öğretim Üyesi: Emre Erdem
Ders İçeriği: Enerji ve kaynakları günümüzde en çok tartışılan konulardan bir tanesi. Güneş, rüzgar, hidrojen gibi yenilenebilir enerji kaynakları ile birlikte teknoloji ve malzeme biliminin gelişmesiyle ortaya çıkan alternatif enerji kaynakları geleceğin enerji sorunlarını çözebilecek mi ? Yeni madenler keşfedilebilir mi ? Nükleer enerji bir çözüm mü? Lityum iyonu neden bu kadar önemli? Spor yaparken giyilebilir elektronik yardımı ile cep telefonumuzu şarj edebileceğimiz günler yakında mı? elektrikli arabalar Formula 1 pistlerinde görülebilecek mi ? Temiz bir dünya için yenilenebilir enerji kaynakları isimli bu derste bütün bu sorulara cevap arayacağız ve laboratuarda uygulamalı olarak şarj edilebilir bir süperkapasitör nasıl yapılır öğreneceğiz.
Pil Çalışma Prensibi
Öğretim Üyesi: Alp Yürüm
Ders İçeriği: Günümüzde enerjiye olan ihtiyaç en yüksek seviyesindedir ve enerji talebi her alanda sürekli artmaktadır. Günlük hayatımızın koşuşturmasında, bu ihtiyacı muhtemelen en çok pillerle karşılamaktayız. Cep telefonu gibi taşınabilir elektroniklerden, araba veya kesintiz güç kaynakları gibi büyük uygulamalara kadar birçok alanda pilleri kullanıyoruz. Kullanılan piller uygulama alanına göre boyut, ağırlık ve kimyasal farklılıklar gösterebilmektedir. Pil sektörü, enerji alanında en çok tartışılan konulardan birisidir. "Pillerin çalışma prensibi" adlı derste, pillerin bu önemini tartışacak ve değişik pillerin yapısı ile nasıl çalıştıklarını anlatacağız. Dersin uygulamalı laboratuvar kısmında ise temel elektrokimyasal deneylerin ardından öğrenilen prensiplerle bir pil hazırlanacaktır.
Genetik Hastalıklar ve Gen Tedavisi Araştırmaları Öğretim Üyesi: Özlem Kutlu Ders İçeriği: Anne ve/veya babalarının genlerinde ya da kromozomlarında meydana gelen mutasyonlar sebebiyle ortaya çıkan genetik hastalıklar, kimilerinde doğuştan itibaren kimilerinde ise hayatının herhangi bir evresinde ortaya çıkabilmektedir. Yapılan araştırmalar, günümüzde her 30 kişiden birinin genetik bir rahatsızlık ile dünyaya geldiğini göstermektedir. Oldukça farklı çeşidi olan genetik hastalıkların bir bölümü günümüzün ilerleyen tıbbi olanakları ile tedavi edilebilirken, bir bölümünde ise tedavi mümkün olmayıp, sadece hastalık gözetim altında tutulabilmektedir. Genetik hastalıkları bir sonraki kuşağa aktarmamak için bu hastalıkların zamanında belirlenmesi ve önlem alınması oldukça önemlidir. Gen tedavisi, genetik hastalıkların iyileştirilmesi amacıyla hastaya rekombinant DNA aktarımı yapılmasıdır. Hastaya aktarılan yeni DNA, genellikle hastalığa yol açan
mutasyonun etkilerini düzeltme işlevine sahip genler içerir. Bu derste, teorik olarak günümüzde dünyada ve Türkiye’de yaygın olarak görünen genetik hastalıklar (Akdeniz Anemisi, Orak Hücre Anemisi, Fenilketonüri, Kistik Fibroz, Gaucher, Ichtyosis vs.) hakkında bilgi verilecek, laboratuvar uygulamasında ise gen aktarımı için gerekli olan rekombinant DNA’nın bakterilerde üretilmesi, saflaştırılması ve bu DNA’nın memeli hücrelerine aktarılarak, üretilen proteinin hücre içinde mikroskobik görüntülemesi yapılacaktır.
Doku Mühendisliğinde Nanoteknolojinin Yeri Öğretim Üyesi: Sibel Çetinel Ders İçeriği: İnsan doku ve organlarını laboratuvar ortamında geliştirilmiş yapay dokular kullanarak iyileştirmek, yenilemek ya da değiştirmek mümkündür. Bu dokuların başında da kemik, kıkırdak, karaciğer, deri, kalp kası ve kornea gelmektedir. Bu kompleks doku sistemlerini taklit etmek ve biyolojik fonksiyon kazandırmak için doku mühendisliği altında kimya, biyoloji ve malzeme bilimi birlikte çalışmaktadır. Bu derste geliştirilmekte olan yapay dokuların ancak mikroskop altında izlenebilecek özellikleri, üretim yöntemleri ve uygulama alanlarını incelenecektir. Laboratuvarda ise uygulamalı olarak kornea/kemik yapay dokularının üretimi yapılacaktır.