Sürdürülebilir Çevrecilikte Nanoteknoloji

Atomları ve molekülleri ele alarak fonksiyonel araçlar üreten nanoteknolojide, bir nanometre bir metrenin milyarda biri kadardır. Uzmanlara göre, 1-100 nanometre arası çok küçük boyutta olan maddeler normal hallerinden çok farklı davranır. Örneğin, normalde sarı olan altın, nano boyutta kırmızı veya mor olabilir. Ayrıca çok dayanıklı olmayan karbon, nano boyutta çelikten çok daha dayanıklı ve hafif olabilir. Birçok bilim insanına göre, nanoteknoloji ile daha güçlü ve hafif malzemelerin yanı sıra akıllı ilaçlar elde edilebilir. Örneğin, lekeye dayanıklı kumaşlar, çok dayanıklı telefon ekran camları, daha hafif ve güçlü spor ayakkabıları ile sadece hasta hücreleri hedef alan ilaçlar üretilebilir.

Nanoteknolojinin Yaşamımıza Olumlu Etkileri

Kanserin tamamen yenilmesine ve eski eşyaların atom atom yeniden düzenlenmesini sağlayacak kadar işlevsel olan nanoteknoloji, doğa için de çok faydalı olacak görevler üstlenebilir. Örneğin;

• Güneş panellerinin ve bina dış boyalarının ışığı yakalamasını sağlayarak güneş enerjisi verimliliği sağlar.
• Bataryaların şarj süresini kısaltarak kapasitesini arttırır. Enerji depolama özelliği elektrikli araçların ve yenilebilir enerji ağlarının yaygınlaşmasında aktif rol oynar. Ayrıca, yakıt hücrelerin dayanıklılığını arttırarak hidrojenin temiz enerji kaynağı olarak kullanımını kolaylaştırır.
• Grafen oksit ya da karbon nanotüplerden yapılan ince nano membranlar ile sudaki kirleticileri, virüsleri, bakterileri ve ağır metalleri çok fazla enerji tüketmeden ayırabilir. Böylece hayati önem taşıyan suyu temiz şekilde içmemizi sağlayabilir.
• Nano sensörler ile kirlilik kaynaklarının belirlenmesini ve müdahale edilmesini sağlar. Ayrıca nano katalizör içeren filtreler ile zararlı gazların etkisini azaltarak hava kirliliğinin azalmasına yardımcı olur.
• Çelikten daha güçlü ve hafif olan karbon nanotüpler uçaklarda ve otomobillerde yakıt tüketimini azaltır.
• Nano sensörler ile toprak ve ürün sağlığını takip ederek su kullanımının verimli olmasını sağlamanın yanı sıra nano-biyoteknoloji ile bitkilere kaynak israf etmeden gübre ve ilaçları iletilir. Nano partiküller ile de toprağı temizler. Böylece ürünlerin ömrünü uzatarak daha fazla mahsul elde edilmesine destek olur.

 

Nanoteknolojinin Olumsuz Etkileri

Nanoteknolojinin çevreyi korumak için kullanılan yöntemlerin geliştirilmesine katkı sağladığı gibi çevreye sızdığında olumsuz etkileri de olabiliyor. National Library of Medicine sitesinde yer alan bilgilere göre, atık su arıtma tesislerinden doğaya karışan nano gümüş gibi nanopartiküller balıklar ve algler gibi deniz canlılarında sitotoksisite ve oksidatif strese neden olabilir. Ayrıca bakır, lantan, seryum ve nikel oksit gibi metal bazlı nanopartiküller toprakta biriktiğinde bitkilerin terleme ve fotosentez oranını düşürerek toprak verimliliğini azaltabilir. Bununla birlikte, karbon ve metal bazlı nano materyaller canlı dokuya temas ettiğinde toksik reaksiyonlar gösterebilir. Karbon nanotüpler de asbest benzeri etkiler ile akciğer hasarlarının yanı sıra hücre zarı ve DNA yapısına da zarar verebilir. Örneğin National Institutes of Health web sitesinde, Tayvan da yapılan bir araştırma sonucunda karbon nanotüplere maruz kalan işçilerde kardiyovasküler hastalıkların sayısında artış gözlemlendiği belirtiliyor.

Nanoteknolojinin Yan Etkilerini Bertaraf Etme Çalışmaları

Bilim insanları nanoteknolojinin olumsuz etkilerini ortadan kaldırmak için çeşitli çalışmalar yürütüyor. Uygulanan stratejiler çoğunlukla Safe-by-Design (SbD) ve Safe-and-Sustainable-by-Design yaklaşımlarında yoğunlaşıyor. Safe-by-Design ağırlıklı olarak nano materyallerin tasarım aşamasından itibaren risklerini önlemeyi amaçlıyor. Örneğin, malzemenin boyutu ve çözünürlüğünü değiştirerek toksisiteyi azaltmak gibi. Safe-and-Sustainable-by-Design (SSbD) yaklaşımı SbD’den daha geniş kapsamlı olarak hem güvenlik hem de çevresel sürdürülebilirlik çerçevesinde kaynak tüketimi, atık minimizasyonu ve ekosistem etkisini entegre eder. European Commission’un (commission.europa.eu) web sitesinde yer alan bilgilere göre, SbD ve SSbD kapsamında metal oksit veya gümüş gibi nano materyaller için toksisite azaltan tasarım seçenekleri başarıyla test edildi. Hatta öngörücü modeller geliştirilerek endüstride uygulanabilir hale geldi. Fakat çevresel yayılım, uzun vadeli birikim ve ekosistem etkileri hala tam olarak anlaşılamadı. Bilim insanları yöntem geliştirme, standartlaştırma ve düzenleyici kabul için daha fazla çalışma gerektiğini ifade ediyor.

Birçok buluşa öncülük eden nanoteknoloji, hayatımızı kolaylaştırdığı gibi yan etkileri ile de zorlaştırabilir. Bilim insanlarının riskleri önlemek için yaptığı çalışmalar ile olumsuz etkiler ortadan kalktığında hayatımız daha da güzelleşebilir.