SÜRDÜRÜLEBİLİRLİK İDEALİNE GİDEN YOL ENDÜSTRİDE NANOTEKNOLOJİ UYGULAMALARI

Rahmi AYDEMİR

Aydemirler Makina
2009 yılında Ulusal Nanoteknoloji Girişimi (The National Nanotechlony Initiative) 1,5 milyar doları araştırmalar için ayırdı. Hükümetin Ulusal Bilim Kurumu’nun hazırladığı Nanoteknoloji Raporu’nda “Nanoteknoloji insan performansını arttırma, malzeme, su, enerji ve gıda maddesi gibi konularda sürdürülebilir gelişmelere yol açma, bilinmeyen bakteri ve virüslere karşı koruma sağlama potansiyeline sahiptir…” ifadeleri yer almaktadır.*
Bir ürünün çevre üzerindeki gerçek etkisi, hammaddenin üretiminden yaşam döngüsünün sonu olan imha işlemine kadar tüm sürecin incelenmesiyle ortaya çıkar. Bir enerjinin türü ne kadar önemliyse-sonucu temiz de olsa-o enerjiyi üretmek için kullanılan temel enerjinin kaynağı da en az onun kadar önemlidir. Sürdürülebilirlik hedefi de tam olarak böyledir. Her girdi ve çıktının ayrıca üretim diliyle o prosese giren malzemenin tüm tedarik ve hammadde süreçlerinin, sürdürülebilirliğin şartlarını taşıması gerekmektedir. Teoride şirket kültürlerinin bir parçasını oluşturmaya başlayan-en azından öyle olduğunu düşündüğümüz-sürdürülebilirlik politikalarının pratikte çalışabilmesi ve hızla artan üretim ve tüketim anlayışımıza cevap verebilmesi için teknoloji ile birlikte yol alması gerekiyor. 1959 yılında Kaliforniya Teknoloji Enstitüsü’nde minyatürleşme üzerine konuşan Richard P. Feynmann’ın yolunu açtığı nanoteknoloji, Moore Yasası’nın öngörüsü ile ilerleyebilirse sanayinin her alanında ve her bir sürecinde çevresel etkiyi tam olarak ortadan kaldırmak mümkün olabilir.
19 Nisan 1965 yılında Intel’in kurucusu Gordon Moore, Electronics Magazine’de yayınlanan makalesinde her 18 ayda bir tümleşik devre üzerine yerleştirilebilecek bileşen sayısının iki katına çıkacağını, bunun bilgisayarların işlem kapasitelerinde büyük artışlar yaratacağını, üretim maliyetlerinin ise aynı kalacağını, hatta düşme eğilimi göstereceğini öngördü. Yine de Moore’un ve Feymann’ın görüşlerinin bizim için önemli olan bölümü ise hammadde, enerji, su tasarrufu ile sera gazlarını ve tehlikeli atıkları azaltarak çevrenin korumasına önemli katkılar sağlaması beklenilen nanoteknolojinin, sürdürülebilirlik idealinin gerçekleşmesi adına hızlı yol alabilme kabiliyeti ile ilgilidir.
Nanoteknoloji araştırmalarının hedefi çevrenin korunmasında öncelik olmasa da yakın gelecekte enerjinin üretimi ve depolanması için nanoteknoloji ile optimize edilmiş ürünlere ve nanoteknolojinin uygulandığı süreçlere büyük umutlar bağlanıyor. Yarının dünyasında enerji devriminin ivedilikle gerçekleşebilmesi adına teknolojide minyatürleşmenin enerji üretiminde de yüzde yüz temiz enerjiyi mümkün kılacağını söyleyebiliriz. Tıpkı hidrojenin temiz bir enerji taşıyıcısı olduğu gibi, bu hidrojenin kaynağı aynı zamanda kirlidir. Hidrojenin üretilmesi çeşitli kaynaklar kullanılarak yapılabilir. En kirli yöntem – en azından yüksek verimli karbon yakalama ve ayırma teknolojileri geliştirilinceye kadar – kömürün gazlaştırılmasıdır. Hidrojen ve oksijen üretiminde suyu ayırmak için güneş enerjisini kullanan yapay fotosentez, güneş ışığı kadar dayanıklı, temiz ve taşınabilir bir enerji kaynağı da sağlayabilir.
Geri dönüşümde de nanoteknoloji kullanımıyla sıkça karşılaşacağız. Pillerin atık yönetimi uygun şekilde planlanmadığında insan sağlığı için potansiyel bir tehdit oluşturmaktadır. Çevre teknolojilerinde kullanılan nanoteknoloji çöp sahalarındaki milyarlarca pilin çevresel tehlikesini ortadan kaldırabilir ayrıca bu türde bir israfın da önüne geçebilir. Atık bertarafı ve yönetimi de artık büyük bir sorun haline gelmeye başladı. Yakın geçmişte hepimizin hatırlayacağı Fukuşima Nükleer Santral Kazası ile birlikte radyoaktif atıkların Pasifik Okyanusu’na sızması ve nükleer atıkların dipte biriken sedimentler yoluyla da taşınıyor olması deniz ekosistemi üzerindeki endişelerimizi bugün bile gidermiş değildir. Sudaki radyoaktif iyonların uzaklaştırılması amacıyla emici olarak titanat nanoliflerin kullanımı üzerinde gerçekleştirilen çalışmalar, radyoaktif atık konusundaki korkularımızı dindirebilir.
Bir diğer problemimiz ise petrolün kullanımı dışında ayrıca taşınırken oluşturduğu tehlikedir. Denize karışan petrolün canlıların doğrudan ölümüne sebep olması temizleme teknikleri üzerindeki çabayı da arttırıyor. Fakat geleneksel temizleme teknikleri, büyük çaplı petrol sızıntıları sorununu çözmek için ne yazık ki yeterli değil. Son yıllarda, dünyanın önde gelen sorunlarının birçoğuna yeni çözümler için potansiyel bir kaynak olarak ortaya çıkan nanoteknoloji; petrol sızıntısı temizliğinde henüz başlangıç aşamasında olmasına rağmen, en azından fosil yakıt yatırımcılarının desteğiyle de ilerleme gösteriyor.
Endüstriyel yakıt türü petrokokun en çok kullanıldığı sektörlerden olan ve karbon salınımları konusunda başı çeken çimento sektörünün, yasal düzenlemeler sonucunda karbon vergilendirmesi ile üzerlerindeki çevresel ve ekonomik baskının yakın gelecekte daha fazla artacağını söyleyebiliriz. Sera gazı salınım analiz ve ölçüm cihazı amortisman giderleri, salınım azaltıcı yatırımlara bağlı giderler, cezalar ve vergi uygulamaları gibi yeni kalemler sektörün hareket alanını kısıtlayacaktır. Nanoteknolojinin sunacağı olanaklar karbon salınımlarını sınırlandırabilir.
Günümüzde Karbondioksit Yakalama ve Depolama (CCS) işlemlerinde kullanılan filtrasyon için güncel yöntemlerin çoğu pahalı olmakla birlikte birtakım kimyasalların kullanılmasını gerektirir. Nano ölçekli ince membranlar nanoteknolojinin nimetlerinden biri olarak çok daha sağlıklı çözümler sunabilir.

(https://www.nanowerk.com/nanotechnology-and-the-environment.php)

*Michio Kaku, Geleceğin Fiziği, Ankara 2020, ODTÜ Yayıncılık, s.235 / *Michio Kaku, Physics of the Future, Ankara 2020, METU Publishing, p.235