Geniş Alan Nanotel Fotoalgılayıcı Devreler
Nanoteller, olağandışı fiziksel ve malzeme özellikleri, aynı zamanda da üretimleri, boyutları, yapıları ve geometrilerindeki sınırsız esneklik nedeniyle, diğer tüm nanoyapılardan belirgin şekilde ayrılmaktadırlar. Nanoölçek ile makroskopik dünyayı yüksek verimlilikte birleştirmek, pek çok zekice ve en ince ayrıntısına dek düşünülmüş olmasına rağmen, hala nanoteknolojinin aşması gereken en önemli sorunlarından birisidir. Bayındır Araştırma Grubu tarafından 2011 yılında gerçekleştirilen polimere gömülü sonsuz uzunlukta düzenli nanotel demetlerinin tekrarlı ısıl çekme ile üretilmesi, nanotellerin makroskopik aygıtlarda kullanımına dair çok önemli bir adım olarak düşünülebilir. Nano Letters dergisinde yayınlanan son çalışmalarında, düzenli nanotel demetlerini fotolitografik yöntemlerle belirlenmiş bir devrenin üzerine entegre ederek, geniş alan bir fotoalgılayıcı aygıt yapmayı başardı. Yöntemi kendisinden öncekilerden ayıran en önemli özellikleri, neredeyse kusursuz düzeni, uygulama kolaylığı ve endüstriyel ölçekte uygulamalara müsait olması.
(Detaylı bilgi)
Nanoteknolojide Yeni bir Üretim Tekniği
Sonsuz uzunlukta nanotel ve nanotüp dizileri üretmek
Kilo- ve nano- öntakılarının aynı cümle içinde kullanımı çok nadirdir. Aralarında bir trilyon kat fark olan bu iki uç kavramı, olsa olsa korkutucu bir uzaysal ve zamansal sonsuzluktaki evrenin yapısını oluşturan, düşünemeyeceğimiz küçüklükteki boyut ve zaman ölçeklerindeki olaylar hakkında sezgimizin oluşabilmesini hedefleyen doğa bilimi kitaplarının giriş kısımlarında yanyana görebiliriz. Bu zıtlığın yarattığı gerilim, insanlığın ilerlemede en önemli motivasyon ve ilham kaynağıdır. Kilometrelerce uzunlukta nanoyapılar, duyulduğunda benzer çağrışımlara neden olmaktadır. UNAM-Ulusal Nanoteknoloji Araştırma Merkezi bünyesindeki Bayındır Araştırma Grubu tarafından geliştirilen ve Nature Materials dergisinin Temmuz 2011 sayısına kapak seçilen bu yeni fabrikasyon yöntemi (yukarıdan-aşağıya üretim tekniğine bir örnek), temel olarak boyut küçültmeye dayanmaktadır. Makroskopik bir çubuğun tekrarlı şekilde ve kontrollü biçimde ısıtılıp çekilmesi sonucu, nanometre ölçüsünde çapı olan fakat kilometrelerce uzunluktaki yapılar meydana getirilmektedir. Bu şekilde, çeşitli yarıiletken, piezoelektrik ve polimer nanotel, nanotüp ve çekirdek-kabuk yapıları üretilmektedir. Sonsuz uzunlukta milyonlarca paralel ve düzenli nanoyapı, koruyucu bir polimerin içine gömülü olarak hazır edilmektedir.
[ Makale ] [ Nanowires without end ] [ New Frontiers in Nanofabrication ] [ Yukarıdan Aşağıya Yeni Bir Nanofabrikasyon Yöntemi ] [ Kilometrelerce Uzunlukta Nanoyapılar Üretmek ]
Haberler: [ Science News: New Technique Spins Superlong Nanowires ] [ Nanowerk: A new top-down nanofabrication scheme ] [ Nano Times: Nanowires and Nanotubes ] [ Nano Today: Nanowire growth stretches to extraordinary lengths ]
Google'da ara: [ nanotel bayindir unam ]
[ nanowire nature materials yaman ]
Tübitak Bilim Teknik: [ Nanoteknolojide yeni bir yöntem ]
Nanoyapılarda Boyut-bağımlı Renklenme
Eşya kendine mahsus rengini, yeşil bitkilerin yaprakları gibi, içinde bulunan özgün renk pigmentlerinden alır. Benzer bir şekilde, sabun köpüğü ve kelebek kanadı gibi küçük bir nesnelerin veya sema gibi geniş bir alanın rengi, görünürde basit bir olay olan ışığın görünür dalgaboyundaki yansıması veya saçılması sonucu kendine mahsus renkte gözükür. Yapısal renklenmenin gözlenebilmesi için yapıların ışığın dalgaboyu mertebesinde veya daha düşük boyutlarda olması gerekir. Bu da nanoteknolojinin hakim olduğu boyutlara tekabül etmektedir. Doğada sık sık karşılaştığımız yapısal renklenmeye sebep olan büyük-ölçekli katmanlı yapılar biolojik oluşumun sonucu olarak ortaya çıkar. Bilimadamları benzer nanoyapılı malzemeleri yıllardır üretebilmelerine rağmen, bu yapılar büyük ölçekte kullanılamamıştır. Bayındır araştırma grubu yakın zamanda Nano Letters dergisinde yayınlanan çalışmalarında, doğada bulunan yapısal renklenme mekanizmalarını taklit eden katman-yapılı malzemeleri üretebildiklerini gösterdiler.
(Detaylı bilgi)
Dijital Fotonik Burun
Koku alma hissi tüm duyularımız içerisinde belki de en zor taklit edilecek olanıdır. Memelilerdeki koku sisteminin tam olarak anlaşılabilmesi, burun boşluğunun üst kısmındaki zara yerleşmiş 400 farklı proteinin üç boyutlu yapısı ile on binlerce uçucu kimyasalın etkileşiminin modellenmesini gerektirmektedir. Neyse ki, böylesine karmaşık bir sistemin anlaşılması için başka istatistiki yaklaşımlar bulunmaktadır ve bugün, biyolojik burun başarısını en azından bir yönüyle yakalayan, birden fazla elektronik burun teknolojisi bulunmaktadır. Bayındır Araştırma Grubu'nun Advanced Materials dergisinde yayımlanan çalışmalarında bu teknolojilere bir yenisi daha eklendi: Dijital burun. Ulusal Nanoteknoloji Araştırma Merkezi'nde (UNAM) fotonik dijital burun teknolojiyi geliştiren araştırma ekibini yöneten Dr. Mehmet Bayındır, 'nanoyapılı fiberler kullanılarak üretilen elektronik burun benzerlerinden çok farklı ve üstün özelliklere sahip' diyerek çalışmanın önemini vurguluyor.
[ Detaylı bilgi]
Farklı alanlarda doktora sonrası araştırmacı kabul ediyoruz
Bayındır Araştırma Grubu, Tübitak doktora sonrası geri dönüş (2232), Tübitak yurt içi doktora sonrası (2218), TÜBA doktora sonrası araştırma burs programları kapsamında araştırmacılara beraber çalışma önerisi sunmaktadır. Araştırma konuları üzerinde herhangi bir kısıtlama olmamakla birlikte çalışmalarımız nanofotonik, nanoteller ve nanotüpler, fonksiyonel yüzeyler, metamalzemeler, kimyasal ve biyolojik sensörler üzerinde yoğunlaşmaktadır. Araştırmacılar, UNAM'ın sahip olduğu cihaz altyapısını kullanabilmekte ve farklı disiplinlerden çok sayıda araştırmacı ile beraber çalışma imkanı kazanmaktadır. [ Detaylı bilgi]
Kızıl-ötesi lazer fiber sisteminde 30 watt çıkış ışın gücüne ulaşıldı
Sağlık Bakanlığı, Tübitak, DPT, TÜBA ve UNAM tarafından desteklenen tıbbi uygulamalar için kızıl-ötesi lazer (KLazer) fiberlerin geliştirilmesi ve uygulanması projesinde kritik bir aşama başarıyla tamamlandı. Merkezinden gaz geçisine izin veren ve fotonik yasak banda sahip bu fiberler, her açıdan gelen KLazer ışınını az kayıplı olarak vücud içerisine taşıyabilmektedir. %99'u polimerden oluşan bu fiberlerden 30 Watt'ın üzerinde kesintisiz güce sahip KLazer ışını 1.20 metre öteye başarıyla iletilmiştir. Tamamen yerli imkanlarla geliştirilip üretilmeye başlanan KLazer fiberler, tıbbi uygulamalarda önemli bir pazara sahip olacağı tahmin edilmektedir. [ Detaylı bilgi]
Cumhurbaşkanımız Abdullah Gül laboratuvarlarımızı ziyaret etti
Sayın Cumhurbaşkanımız Abdullah Gül, 2 Eylül 2009 tarihinde gerçekleşen UNAM ziyareti sırasında araştırma laboratuvarlarımıza uğramıştır. Grubumuzda yürütülmekte olan su sevmeyen aerojel yüzeyler, kızıl-ötesi fiberlerle tümör terapisi, patlayıcı sensör malzemeleri ve mikroakışkan metamalzemeler hakkında projeleri yürüten öğrenciler tarafından bilgi verilmiştir. Cumhrubaşkanımızın ziyaretine Devlet Bakanları Prof. Dr. Mehmet Aydın ve Cevdet Yılmaz, Tübitak Başkanı Prof. Dr. Nüket Yetiş, DPT Müsteşarı Kemal Madenoğlu, YÖK Başkanı Prof. Dr. Yusuf Ziya Özcan, rektörümüz Prof. Dr. Ali Doğramacı ve diğer yetkililer eşlik etmişlerdir.
[ Cumhurbaşkanlığı Websitesi ]
Araştırmalardan seçmeler
Yüksek-Seçiciliğe Sahip Dijital Burun Teknolojisi
Yüksek-seçiciliğe ve hassasiyete sahip elektronik burun teknolojileri üzerine yapılan çalışmalar uzun yıllardır artarak devam etmektedir. Elektronik burun teknolojileri, kozmetik ürün geliştirme, nefesten hastalık teşhisi ve gerçek-zamanlı izlenmesi, zehirli gazların algılanması, ve gıda kalite kontrolü gibi pek çok alanda kullanım alanı bulmaktadır. Bayındır Araştırma Grubunun Analytical Chemistry dergisinde yayınlananan çalışmalarında yüksek-seçiciliğe sahip dijital fotonik burun teknolojisi rapor edilmektedir.
(Detaylı bilgi)
Dinamik kontrollü metamalzemelere doğru
Elektromanyetik solak malzemeler, gerek doğada bulunan mazlemelerden çok farklı özellikler sergilemeleri, gerekse heyecan verici yeni uygulamalar sunmaları nedeniyle büyük ilgi toplamaktalar. Günümüzde mikrodalga ve THz dalga boylarında çalışan solak malzemeler bakır tel dizileri ve yine PCB üzerine bakırdan yapılmış ayrık halka salınıcılar’la (AHC) çalışmaktadırlar. Ne var ki bu standart metod sol elli bir sistemden sağ elli bir sisteme geçişe izin vermediği gibi, çalışılan dar band aralığınında kontrolüne olanak vermiyordu. Yaptığımız çalışma sayesinde köklü bir alan olan mikro akışkanların kullandığı üretim tekniklerini solak malzemeleri üretmek için kullanma olanağını sağladık. AHC şekilli kanalları bir polymer içinde açarak, PDMS, içine doldurduğumuz civanın tıpkı geleneksel metodlarda olduğu gibi çalışabildiğini gösterdik. Şu anda tam anlamıyla bir solak mazlemenin üretimi için çalışmalarımızı sürdürüyoruz. (Devamını Oku)
Tıbbi uygulamalar için kızıl-ötesi lazer fiberleri
UNAM araştırmacıları, hastanelerde lazer cerrahisinde kullanılabilecek kızıl-ötesi fiberler üzerinde çalışıyor. Bu fiberler, çok güçlü lazer ışığını kanser dokularını yüksek hassasiyette dağlayabilmek amacıyla vücut içerisine taşıyabilmektedir. Bu özel fiberler tamamıyle, bu proje için kendisine özgü bir fiber kulesi inşa edilen UNAM’da tasarlanıp geliştirildi. 3.5 metre yüksekliğindeki fiber kulesinin Ağustos 2008’de tamamlanmasının ardından, onlarca metrelik yeni nesil fiberler, termal olarak çekilebilmektedir. Normal optik fiberlerden farklı olarak bu yeni nesil fiberler, elektromanyetik ışımayı, içlerindeki oyuk çekirdekte gömülü dielektrik ayna yapıları ile yönlendiriyorlar. Bu ayna yapıları, nanometre ve/veya mikrometre kalınlıklarında peşpeşe katmanlardan oluşmaktadır. Ayrıca oyuk çekirdek, normalde katı çekirdek fiberleri eritecek güçte lazer ışığının geçişine izin vermektedir. (Devamını Oku)
Amorf – yarıiletken ayarlanabilir kızıl-ötesi filtreler
Dielektrik aynalar çeyrek dalga yapıları kullanılarak elde edilen basit fotonik yapılardır. Yakın geçmişte yapılan araştırmalar yüksek kırılma indisi farkları kullanılarak elde edilen çeyrek dalga yapılarının tam fotonik bant aralığına sahip olduğunu ortaya koymuştur. Bu yapılar fotonik bant boşlukları sayesinde üzerine düşen ışığı açıdan bağımsız olarak yansıtabilmektedir. Bu gelişme spektrumun kızılötesi rejiminde çalışacak ayna ve filtre tasarımlarının istenilen bir spektrum aralığında uygun dielektrik malzemelerin birbirleri üzerine büyütülmesi neticesinde ortaya çıkmasına olanak sağlamaktadır.
Bu araştırma çalkojen (chalcogen) camsı malzemelerin termal buharlaştırma metodu kullanılarak üst üste yerleştirilmesi ile oluşturulmuş bir kızılötesi filtre tasarımını ve fabrikasyonunu içermektedir. Kızılötesi rejimde geçirgen bir tutum izleyen çalkojen camsı malzemelerinin optik karakterizasyonu neticesinde elde edilen veriler ışığında açıdan bağımsız bir filtre tasarımı Transfer Matrix Metodu (TMM) kullanılarak yapılmıştır. (Devamını Oku)
Nanokalorimetre: Düşük boyutlu malzemelerin kalorimetresi
Yığın malzemelerin faz geçiş sıcaklığı ve entalpi gibi termodinamik özellikleri kalorimetre ile belirlenir. Fakat standart kalorimetrelerle yüksek hassasiyetli veri alabilmek için fazla miktarda örneğe ihtiyaç vardır. Aynı zamanda düşük boyutlu malzemelerin ve parçacıkların yüzey ve arayüzey etkilerinden dolayı, yığın malzemelere kıyasla farklı termodinamik özellikler sergiledikleri bilinmektedir. Yüzey ve arayüzey kaynaklı bu etkiler yığın malzemelerde ihmal edilebilirken, yüzeydeki atom yüzdesinin fazla olduğu düşük boyutlu malzemelerde oldukça belirginleşir. Hızla artış göstermekte olan nanoteknoloji araştırmaları ile beraber düşük boyutlu malzemelerin, nihai olarak da tek bir parçacığın termodinamik özelliklerinin incelenmesi oldukça önem kazanmıştır. (Devamını Oku)
Polimer mikrotoroid lazer
Çok yüksek kalite faktörüne (Q-faktörü) sahip mikrorezonatörler lazer etkisi, lineer olmayan optik, frekans metrolojisi, telekomünikasyon ve kavite kuantum elektrodinamiği gibi alanlardaki potansiyel uygulamaları nedeniyle önemli bir çalışma alanı haline gelmiştir. Bu rezonatörlerin üstün ışık hapsetme özellikleri onları bilimsel araştırmalar için mükemmel araçlar yapmaktadır. Mikrotoroid de dikkat çekici bir mikrorezonatör çeşididir. Mikrotoroidler CMOS uyumlu fabrikasyon yöntemleriyle üretilebilir ve görece küçük mod hacimleri sayesinde yüksek elektromanyetik enerji yoğunluklarını hapsedebilirler. Ultrayüksek kalite faktörüne sahip bir mikrokaviteden lazer etkisi elde edilmesi daha etkili-düşük ya da hiç eşik değerine sahip- lazerler geliştirilmesi için kritik bir adımdır. Biz de bu konuyla ilgili olarak, aktif polimer ile kaplanmış bir silika mikrotoroidden şimdiye kadar serbest uzay uyarması ile elde edilmiş en düşük eşik değerine sahip lazer etkisi gözlemledik. Aktif ortam femtosaniye (fs) lazer atımları kullanılarak yeşil ışık ile uyarıldı, bu ise kırmızı dalgaboyunda ışımaya neden oldu. (Devamını Oku)
Süperhidrofobik aerojeller
Silika aerojeller 30-40 nm’lik deliklerle kuşatılmış 3-4 nm’lik parçacıklardan oluşurlar. Bu malzemeler üç boyutlu ve gözenekli ağyapısının sonucu olarak çok düşük yoğunluğa sahiptirler ve yapılarının %99.8’e kadarı hava olabilir. Aerojellerin yapısı onlara yüksek yüzey alanı (500-1200 m2/g), yüksek porluluk (%80-99.8), düşük yoğunluk (0.003 g/cm3), iyi termal yalıtım değeri (0.005 W/mK), çok düşük dielektrik sabiti (1.0-2.0) ve düşük kırılma indisi (1.05) gibi özellikler sağlar. Bazı uygulama alanları güneş enerji panelleri, radyasyon dedektörleri ve radyoaktif parçacık üretimi, lazer deneyleri, ısı yalıtımı, mikroelektronik endüstrisi ve su ve egzoz gazlarının filtrelenmesidir. Grubumuzda tek parçadan oluşan ve süperhidrofobik aerojeller üretilmektedir. Aerojeller kırılganlıkları yüzünden aktif olarak kullanılamaktalar ve bu sorun aerojel sentezi sırasında bazı modifikasyonlar yaparak aşılması mümkün hale gelmektedir. (Devamını Oku)
Haberler
Digital fotonik burun üzerine yaptığımız çalışmamız Advanced Materials dergisinde yayınlandı- Nobel ödüllü bilimadamı Henry Rohrer laboratuvarlarımızı ziyaret etti
- Bayındır Grup mezunları dünyanın önde gelen üniversitelerinden kabul aldılar
- Thermo Scientific Nicolet 6700 FTIR Spectrometer ve Continuum IR Microscope sistemi kuruldu
- TA Instruments Q2000 DSC sisteminin kurulumu tamamlandı
Kansere karşı ''hassas neşter'' teknolojisi- Prof. Bayındır Türk Bilim Akademisi (TÜBA) tarafından 2007 Genç Bilim Adamı ödülü ile ödüllendirildi
- Prof. Bayındır TÜBİTAK 2006 Genç Bilim Adamı ödülünü kazandı.
- Photonics.com 'Touching' with Light: Optic Sphere Senses Environs [Jul 7, 2006]
- Technology Review Smart Fibers: Optical fibers with embedded semiconductor circuits could save lives in surgery [Nov 8, 2005]
- Nature Materials Cover story: Smart optical fibres [Nov 1, 2005 ]
- Nature Magazine Optical fibres: A light fabric [Oct 13, 2004]
- PhysicsWeb Composite fibres light up [Oct 13, 2004]
- MIT News MIT's novel fabrics see the light [Oct 18, 2004]
- Optics & Photonic News Optics in 2004 [Dec, 2004]
- Laser Focus World Optolelectronics fibers transmit photonsand electrons[ Dec, 2004]
