Bugün ilk defa UNAM’ın perşembe günü seminerlerine katıldım. Bu haftaki konuşmacı bu sene Tübitak’ta çalışmaya başlayan Hatice Şengül’dü. Çevre Mühendisi olan Hatice Şengül nanoparçacıkların çevreye olan etkisini ve nanoteknolojinin çevreyi korumada nasıl kullanılabileceğini araştırıyor. Seminerin özeti şöyle.

Sürdürülebilirlik çalışmalarında Türkiye’de 146 devlet arasında 91. sırada imiş. (İlgili rapor için tıklayın. (PDF)) Bu konuda çalışmaların artırılması gerekiyor. Çevre İçin Tasarım prensibinin ve disiplinlerarası araştırmaların yaygınlaşması lâzım.

Çeşitli nanomalzemeler çevreye yayılmış kirletici maddeleri arındırmak için kullanılıyor. Suyu arsenikten arındırma, organik bileşenleri yok etme gibi. Bu açıdan nanoteknoloji çevre için yararlı. Öte yandan nanomalzemelerin çevreye veya insan sağlığına olan zararı olduğu yönünde yayınlar var. Bazı nanomalzemelerden kaynaklanabilecek riskin doğru yönetilip yönetilemeyeceği henüz bilinmiyor. (Bu konuda daha önce Andrew Maynard’ın yazdığı yazıyı okumanız faydalı olabilir.)

Türkiye’de kullanılan nanomalzemelerin bir envanterinin çıkarılması gerekiyor. Gerekli yasal düzenlemeler yapılıp, nanomalzeme kullanan ürünlerin üstünde bir etiket olması gerekiyor.

Hatice Şengül daha sonra ABD’de iken yaptığı projelerden bahsetti:

1 - Nanoüretim tekniklerinin verimliliğini artırma. Nanoüretim tekniklerinde çevreye en az zarar veren üretim yöntemleri geliştirme. Bu çalışma Reuters da dahil olmak üzere yirminin üzerinde haber kaynağında yayınlanmış.

Bir nanomalzemenin üretim akışını ortaya çıkarınca, şu problemlerin olduğu ortaya çıkmış:

• Kullanılan malzemelerin yüksek derecede saf olması gerekiyor. Malzeme üretim bölgesinin de parçacıklardan arındırılması gerekiyor. Bunlar için geleneksel üretim tekniklerine göre daha fazla enerji harcanıyor.

• Vakumlama için enerji harcanıyor, bu da atmosfere daha fazla sera gazı salınımına neden oluyor.

• Yüksek miktarda su kullanılıyor

• Malzeme kullanma verimliliği, özellikle biriktirme yöntemlerinde. (Mesela CdSe kuantum nokta üretiminde verimlilik %60-80 imiş)

• Asidik, bazik veya zehirli madde kullanılıyor, özellikle yarı iletken madde biriktirmesinde, kimyasal aşındırma, litografya ve temizleme tekniklerinde.

• 1 boyutlu nanomalzemeler birden fazla kata sahip olduğu için işlemlerin tekrar tekrar gerçekleştirliyor. 2 ve 3 boyutlu malzemeler içinse yalıtım ve saflaştırma işlemleri tekrarlanıyor. İşlemlerin çevresel etkileri de dolayısıyla katlanıyor.

• Ağır metal ve/veya yenilenmeyen metallerin kullanılması

2 - CdSe – kadmiyum selenit – kuantum noktacıklarla üretilen fotovoltaik panellerin diğer enerji kaynaklarına göre karşılaştırılması:

• Kuantum noktacıklarle üretilen fotovoltaik panellerin, CdTe hariç, bütün diğer panellerden daha kısa bir enerji geri dönüş süresine sahip olduğu ortaya çıkmış. Sera gazları, SOx, NOx gibi gazlar daha az ortaya çıkıyor ama daha yüksek miktarda ağır metal salımı var.

• Enerji geri dönüş süresi diğer yenilenebilir enerji kaynakları olan rüzgar ve hidroelektrikten daha uzun.

• En düşük ağır metal emisyonuna sahip.

3 – CdSe – kadmiyum selenit – kuantum noktacık kullanarak LED üretimi ve çevresel etkilerinin hesaplanması
Projede ABD’de gelecek 10 yılda kullanılacak kuantum noktacıkla üretilen LED sayısını tahmin etmişler. Sonuç olarak sadece 160 kilogram kadmiyum kullanılacağı ortaya çıkmış. Bunun sayesinde daha az civa tüketilecek (ton dolaylarında), enerjiden tasarruf edilecek, civa salımı da civa tüketimi ile beraber azalacak. Civa üretimi için gereken enerji kullanımı önlenecek, böylece enerji üretiminden doğan sera gazı, SOx, NOx, ve civa salımı azalacak.

Hatice Şengül benzer çalışmaları Türkiye’de de yapacağını söyledi. Kendisine başarılar diliyoruz.

Haftaya olan semineri de şimdiden heyecanla bekliyorum.

Not: Yazıdaki hataları bana e-posta ile bildiren Dr. Hatice Şengül’e teşekkür ederim.

Davos’ta ilk nanoteknoloji oturumu Perşembe günü “Nanoteknolojinin Yeni Uygulamaları” başlığı ile yapılmıştı. O oturumun özeti için şu yazıma bakabilirsiniz. Bugün ise “Nanoboyutta Kanser” başlıklı bir oturum yapıldı. İşte özet maddeler:

Kanser, hücrelerin çoğalması ile ilgili birkaç kritik genin değişime uğraması sonucu ortaya çıkıyor. 23.000 genden 500′ü hücrenin çoğalmasını kontrol ediyor. Sadece 6 tanesi bozulsa, normalde hücre ölüyor; fakat bazen bir kanser hücresi oluşuyor ve bölünme kontrol edilemiyor. Katılımcılar nanoteknolojinin teşhisi, tedavisi ve izlenmesindeki uygulamalarını tartışmışlar.

• Kanser tedavisinde, nanoparçacıklar Truva atı rolü oynuyor. Kanser ilaçlarını direk hücrelere taşıyorlar. Parçacığın polietilen glikol ile kaplanması ile makrofajların etkisi azaltılıyor. Yöntemin yan etkileri az, fakat vücutta karbon parçacıkların iş bitinceye kadar dolaşması ile ilgili bazı endişeler var.

• Bir hastalığın moleküler nedenlerini öğrenmek için gözle görmemiz lazım. Nanoteknoloji bir çözüm sunuyor. Işık yayan nanokristaller, ya da diğer adları ile kuantum noktacıklar,  hücreleri belirlemek, izlemek ve yok etmek için kullanılabilir. Nanoparçacıklar MRI’de de kullanılabilir.

• Kanser genetik olarak çok zarar veriyor. Nanoteknoloji genetiği anlamamıza yardımcı olacak ve böylece kanser hücrelerin hepsini tedavi edeceğiz.

• Hedef, kişiye özel ilaç. Doğru ilacı, doğru hedefe, doğru insana ulaştırmak.

• Bir tedavi metodu da epidermal büyüme faktörünü (EGF) kullanıyor.  EGF’yi izleyen bir antikor bir altın nanoparçacığa ekleniyor. Nanoparçacığa belli bir dalga boyunda ışın yollanarak, hücrenin ısınması, böylece ölmesi sağlanıyor.

• Nanoparçacıklarla tümöre ulaşan ilaç oranı artıyor ve böylece tedavi şansı yükseltilmiş oluyor.

• Hücrede nanoboyutta ölçüm ve izleme yapmak için daha güçlü bilgisayar ve yazılımlara ihtiyaç olacak. Böylece hücredeki süreçleri daha iyi anlyacağız.

• Bilim adamları kanser araştırma yöntemlerini değiştiriyorlar. Gruplarda artık mühendis, klinisyen ve biyologlar var.

• Yeni bir Ar-Ge programı gerekli. Ayırılan para iki katına çıkarken, üretilen ilaç sayısı yarılandı. Genellikle, yeni bir ilacın çıkması 10-20 yıl alıyor ve 1 milyar $ harcanıyor. Verimli bileşenleri bulma oranı ise %5.

• Nanoüretim yöntemleri ile ilaç geliştirme süreleri kısaltılabilir, çünkü moleküler olarak inşa etme mümkün.

• Klinik denemeler için yatırım gerekli. Erken teşhis, hayat kurtarır.

• Doğru soruları sorabilmeleri için, bilim adamlarının birçok dalda eğitilmesi lazım. Bilim dalları biribirinden ayrık şeklinde eğitilmemeli. Bilim adamları bilgisayar bilimi, nanoteknoloji, biyoloji, mühendislik ve klinik hakkında bilgi sahibi olmalı.

• Laboratuvar çalışmalarını kliniğe aktarma gibi büyük bir problem var.

• FDA’nın piyasaya ilaç sürme kuralları değişmeli. Ölüm riski yüksek hastaların FDA’nın onaylamadığı ilaçları kullanılmasına izin verilmeli.

Disiplinlerarası eğitim gene dikkatimi çeken madde. İlaçların herkese uygun fiyata getirilmesinden bahsedilmemiş. Kanser tedavisinin tedavisinin bulunmasından daha önemlisi, tedaviyi herkesin karşılayabiliyor olması bence. Son madde ise tartışmaya açık bir madde. Onaydan geçmemiş ilaç ile hastanın ölümü riske atılmalı mı? Siz ne düşünüyorsunuz?

Kaynak: 1