Nanoteknoloji - tartışılan bilim

Nanoteknoloji ile üretilen yeni malzemelerle ilgili başlangıç maddesinin oldukça küçük olmasına rağmen beklentiler büyük. Bir nanometre sadece bir milimetrenin milyonda birine eşit. Karşılaştırırsak, insan saçının çapı yaklaşık 100.000 nanometredir. Ölçünün adının nanos kelimesi ile bağlantılı olmasının sebebi de budur, nanos Yunanca’da ‘cüce’ anlamına geliyor.

Nano yapılar doğada yeni değil. Sineklerin yüzeylere tutunmalarını sağlayan, bir kelebeğin kanadındaki muhteşem renkleri ve lotus çiçeğinin kendini temizleme özelliğini sağlayan da budur. İnsanlar farkında olmasalar bile nano malzemelerin yararlarını çok uzun süredir görüyorlar. Örneğin kilise pencerelerindeki parlak kırmızı renk, altın nano partikülleri ile oluşturulur.

Nano partiküllerin sentetik olarak üretimine dair  araştırmalar 20. yüzyıldan bu yana sürdürülüyor. Fizik profesörleri Dr. Gerd Binnig ve Dr. Heinrich Rohrer taramalı tünel mikroskobunu keşfettiğinde bu konuda çığır açıldı. Bu cihaz bilim insanlarının bireysel nano yapıları görmesine ve nano ölçekteki fenomenleri anlamasına olanak sağladı.

Konunun iş ve siyaset dünyasındaki destekçileri nanoteknolojinin gelecekte toplumun karşılaşabilceği zorlukların çözümüne yardımcı olacak inovasyonun en güçlü lokomotifi olacağına inanıyor. Nano maddeler suyu filtreleyebilir ve tekrar içilebilir hale getirebilir veya arabaların egzoz emisyonlarını azaltabilir ayrıca kanserle mücadeleye de yardımcı olabilir.

Fakat diğer bazı uygulamalar konusunda endişeler var. Uzmanlar boya ve kaplamalar gibi nano yapılar ya da bağlı nano partiküller içeren ürünlerin problemli olduğunu düşünmüyor ama spreyler gibi bağlı olmayan nano partiküller için aynı durum geçerli değil. Bunlar solunduğu takdirde sağlığa zararlı olabiliyor.

Alman Ulusal Bilim ve Mühendislik Akademisi’nin nanoteknoloji bölümü Acatech’in Başkanı Prof.Dr. Wolfgang M. Heckl ve BUND (Almanya Dünyanın Dostları Derneği) nano uzmanı Jurek Vengels nanoteknolojinin avantajlarını ve dezavantajlarını anlatıyor.

Creating Chemistry: Prof.Heckl, Münih’teki Deustches Museum’un (Alman Müzesi) Genel Müdürü olarak bir nano bölümü kurdunuz. Fakat bu teknoloji hala çok yeni ve bölüm kurulmadan önce bazı sonuçlarının görülmesi gerekmez miydi?

Prof. Dr. Wolfgang M. Heckl: Nanoteknoloji neredeyse her alanda, global beslenmeden nadir toprak metaller gibi az bulunan hammaddelerin geri dönüşümüne kadar toplum sorunlarının çözümüne önemli katkılarda bulunabilir. Nanoteknoloji ayrıca hali hazırda birçok üründe bulunmaktadır. Akıllı telefonların tüm bileşenlerinin nihai olarak malzemenin nano ölçekte, başka bir deyişle madde boyutu bir ile yüz nanometre arasında değişecek şekilde anlaşılması temelinde olduğuna emin olabilirsiniz. Ya da güneş koruma faktörü 50 ve üzeri olan bütçenize uygun bir güneş kremini düşünün. Bu konuda çığır açan nano ölçekli titanyum dioksit olmuştur.

İnsanların nanoteknolojiyi daha iyi anlamasına yardımcı olmak konusundaki motivasyonunuz nedir?

Bu kadar karmaşık ve zor olan yeni bir teknoloji ile toplum arasında birinin her zaman aracılık yapması gerekir. Özellikle Almanya’daki bilimsel ve teknolojik bilgisizliğin büyümeye devam etmemesi için genç insanları bu konuda heyecanlandırmalıyız! Münih’teki Yeni Teknolojiler Merkezi’mizde açık araştırma laboratuvarları kurma gereksiniminin sebebi de budur. Gençler burada öğrencilerimi çalışırken izleyebilir ve onlara; “Burada ne yapıyorsunuz? Bunun fırsatları ve riskleri nelerdir?” gibi sorular sorabilirler. Bunun amacı sadece bilimi değil aynı zamanda bilim insanlarını da tanımalarını sağlamak.

Nanoteknolojinin destekçileri bunu genellikle gelecek için bir tür sihirli formül olarak tanımlamayı severler. Gerçekten böyle mi?

Bu tür terimleri kullanırken çok dikkatli davranmam gerekir. Tarih boyunca insanlar her zaman yeni teknolojileri sihirli bir şey olarak sunmaya çalışmıştır. Fakat doğa karmaşıktır ve en ufak bir ilerleme bile çok fazla çaba gerektirir. Keşiflerin bir gün nereye varacağını gösteren bir yol haritası yok. Ama eğer inovasyonlara katılmazsak muhteşem bir fırsatı kaçırmış oluruz.

Nanoteknolojiyi bölümler arası bir teknoloji olarak tanımladınız. Bu ne anlama geliyor?

Maddenin bileşimini anlamak her tür malzeme biliminin temelidir. Karşılığında nano madde bilimi de nano elektrikten nano tıbba birçok araştırma alanının temelidir.

Sizce en büyük potansiyel hangi nanoteknoloji uygulamalarında bulunmaktadır?

Gerçek inovasyonlar her zaman talebin en büyük olduğu alanları hedefler. İnsanlık ne ister? Sağlık! Bu yaşlanan bir toplumda büyük bir sorun. Fakat bilinen tüm hastalıkların sebebinin %70’ini hala anlamıyoruz ve bu nedenle onları tedavi edemiyoruz. Bu konuda bilgilenmeye ve Alzheimer ya da kanser gibi hastalıklara neden olan moleküler süreçleri anlamaya çok ihtiyacımız var. Kanser ilaçlarının doğrudan etkili olmaları gereken yere transfer edilmelerini sağlayacak nano maddeler şimdiden geliştiriliyor.

Nanoteknoloji konusundaki ilk heyecan geçtikten sonra gerçekler şimdi görülüyor gibi gözüküyor. Malzemelerin pahalı olduğu ve uygulamaların geliştirilmesinin beklendiğinden uzun sürdüğü ortaya çıktı. Bu konuda ne düşünüyorsunuz?

Nanoteknoloji geleceğe ait bir teknoloji; bazı alanlarda çığır açacak, diğerlerinde ise kullanılamayacağı ortaya çıkacak. Heyecan kesinlikle devam ediyor. Yüzyıl önce nano sadece teorik bir fizik kavramıydı. Bugün nihayet bu kavram için pratik uygulamalar bulabiliyoruz. Molekülleri ve atomları görebilmek ve gerçekten onlarla çalışabilmek bizlere muhteşem bir ivme kazandırdı.

Nanoteknoloji ekonomi için ne kadar önemli?

Bu hayati önem taşıyor. Çalışmalarımıza devam edebilmek istiyorsak her şeyin hızlıca başarıya ulaşamadığı aşamalara da göğüs germemiz gerekiyor. Örneğin; nükleer enerjiyi terk etmemizin hem temel araştırmalarda hem de nanoteknolojinin endüstriyel uygulamalarında aktif olan bilim insanları olmadan mümkün olabileceğini düşünemiyorum.

Nanoteknoloji tartışmalı bir konu olabilir, riskler konusunda da epey söylenti dolaşıyor. Bu konuda neler yapıyorsunuz?

Birçok durumda söylenenlerin çoğu sorgulanmayan korkulara dayanıyor. Bildiğim kadarıyla insan sağlığına nanoteknoloji ürünleri ile ilişkilendirilebilen bir zarar geldiği ciddi bir vaka meydana gelmedi. Sadece bir ateşin etrafında oturarak bile birçok zararlı nano partikül solumuş oluyorsunuz. Her zaman risk ve fırsat dengesine bakmalıyız. Felsefi-etik bir açıdan bakarsak öncelikle her şeyi değerlendirerek risklerden yalıtımlı olduğuna emin olmamız gerektiği söylenebilir. Fakat konuya daha yakın biri, örneğin beyin kanseri olan biri, nano partiküllü kanser tedavisi konusunda çalışan birileri olmasından memnun olacaktır. Bu kişi daha fazla risk almaya gönüllü olabilir.

Nanoteknoloji, genetik teknolojisi gibi çelişkilerle dolu bir konu haline gelebilir mi?

Burada genetik teknolojisinde yapıldığından çok daha iyi şeyler yaptığımıza inanıyorum. Örneğin; çok erken aşamada beşeri bilimler akademisyenlerini konuya dahil ettik. Alman Federal Eğitim ve Araştırma Bakanlığı tarafından desteklenen, insanların araştırmacı ve geliştirmecilerle konuşabilmesini sağlayan NanoCare girişimi yoluyla fırsatlar ve riskler konusunda bir diyalog oluşturduk. Eğer insanlara yardım etmek ve onlar adına karar vermek gibi tepeden inme bir yaklaşımı benimsemek yerine onları karar verme sürecinde mümkün olduğu kadar çok rol oynamaya davet edersek doğru yolu izlemiş oluruz.

Dr. Wolfgang M. Heckl
Münih Teknik Üniversitesi’nde (TUM) Bilim İletişimi konusunda öğretim görevlisidir. Biyofizik uzmanı Dr. Heckl doktora derecesini aldıktan sonra Nobel ödüllü Prof.Dr. Gerd Binnig’in önderliğindeki IBM araştırma grubunda çalıştı. Nano bilimin kurucularından biri olan Binnig atomların ilk defa görülebilmesine, onlara müdahale edilmesine ve üzerlerinde araştırma yapılmasına olanak sağlayan taramalı tünel mikroskobunun icadında yer alan ortaklardan biriydi. Heckl, 2004 yılından bu yana nano ve biyoteknoloji konusunda açık bir araştırma laboratuvarının dahil olduğu kalıcı bir sergi kurduğu Münih’teki Deutsches Museum’un (Alman Müzesi) Genel Müdürlüğü’nü yapmaktadır. Atomik bir bit yazarak “dünyanın en küçük deliğini delme” konusunda Guinness Rekorlar Kitabı’na girmiştir. Heckl, Alman Ulusal Bilim ve Mühendislik Akademisi’nin nano teknoloji konusundaki bölümü olan Acatech’in başkanlığını ve Avrupa Komisyonu ve Alman hükümetinin nanoteknoloji alanındaki danışmanlığını yürütmektedir.

Daha fazla bilgi için: www.deutsches-museum.de/en

Daha fazla bilgi için: www.nano-science.de

Creating Chemistry: Nanoteknoloji geleceğin umut vaat eden bir teknolojisi olarak görülüyor. Örneğin su arıtımı membranlarında ve kanser tedavisinde şimdiden fayda sağlıyor. Yine de dikkatli davranmak gerektiği konusunda bizi uyarıyorsunuz. Neden?

Jurek Vengels: Biz BUND’da nanoteknoloji konusunda fırsatların yanı sıra riskler de görüyoruz. Birçok soruya henüz cevap verilemedi: Nano partiküllerin çevre üzerinde ne gibi bir etkisi var? İnsan vücuduna ne yapabilirler? Öncelikle bu riskleri araştırarak hangi maddeleri güvenle kullanabileceğimizi, hangilerini kullanmaktan kaçınmamız gerektiğini belirlemeyi savunmamızın sebebi budur.

Tüm nano ürünler aynı değil. Sizi özellikle endişelendiren uygulamalar var mı?

Bana göre bağlı olmayan nano maddelerin kullanımı özellikle sorunlu, çünkü bunlar çevreye girebilir veya insanlar onlarla doğrudan temas edebilir. Örneğin gıda, tekstil ve kozmetiklerde nano maddeler vücut tarafından emilebilir ve bu konuda yeterli bilgiye hala sahip değiliz. Aynı zamanda karbon nano tüplerinin bazı türleri gibi özel nano maddeler konusunda da endişeliyiz. Bunlar solunduğunda akciğerler üzerinde asbest ile aynı etkiye sahip olabilir: İltihaplı reaksiyonlara ve sonunda tümör oluşumuna sebep olabilirler.

Bir çevre kurumu olan BUND neden nanoteknoloji ile ilgileniyor?

Bunun potansiyeli yüksek, önemli bir teknoloji olduğuna inanıyoruz. Aynı zamanda ‘nano’nun çevresel teknolojilere de ilerleme getireceğini umuyoruz. İlan edilenlerin çoğu henüz gerçekleştirilmemiş olsa da rüzgar ve güneş enerjisinde kesinlikle ilerleme yaratabilecek ilginç uygulamalar var. Hem insanlar hem de genel olarak çevre için daha fazla temasa geçeceğimiz bir teknoloji. Bu yüzden çevre hareketinin ilgilenmesi gereken önemli bir konu olduğunu düşünüyorum. Biz de tabii ki bunun çevreye salınması konusu ile çok ilgiliyiz, bunun sonuçları ne olacak? Örneğin, özellikle endişelendiğimiz konulardan biri lağım çamurunda bulunan nanogümüşün tarlalara yayılarak besin zincirine ve nihai olarak insan vücuduna geri dönmesi.

Fakat Almanya’da atıklar ve atık sular düzgün bir biçimde arıtılıyor ve bertaraf ediliyor, öyle değil mi?

Nano gümüş konusunda özellikle atık su arıtma tesislerinde, geleneksel gümüşe benzer olarak bu maddenin de tesisteki suyu temiz tutan mikro organizmalara zarar verebileceğine dair bir korku var. Bunun atık su arıtma tesisinin düzgün çalışmasını engellemesi ve böylece çevre koruma mekanizmalarını devre dışı bırakması olasıdır. Araştırmalar nano gümüşün genel olarak sucul organizmalara zararlı olduğunu göstermektedir. Bu nedenle şöyle diyoruz: “Durun bir dakika!” Dikkatli bir biçimde ilerlemeliyiz. Özellikle de nano gümüş kullanımı çok yaygın olduğu için. Örneğin, bu madde deterjan ve giysilere kokuları önlemek için eklenir ve giysiler yıkandığında çevreye salınabilir.

Nanoteknolojinin insanlar ve çevre üzerindeki etkileri hakkında bazı spesifik örnekler haricinde ne kadar bilgi sahibiyiz?

Korkutucu olan şu ki çok az bilgi sahibiyiz. Alman Federal Yönetimi’ne ait bir araştırmanın son zamanlarda yayınlanan ilk bulgularına göre, analiz temellerinde çok fazla araştırma yapılıyor ama somut bir sonuç henüz pek yok. Maalesef iş nanoteknolojiye geldiğinde yıllardır yakında partikülleri değerlendirmek için iyi yöntemler olacağını duyuyoruz ama pek bir ilerleme olmuyor gibi görünüyor.

Size göre güvenlik araştırmaları teknolojik gelişimin neden bu kadar gerisinden geliyor?

Nanoteknolojiye ayrılan kamu fonlarının çoğu geliştirmeye giderken yalnızca %5 civarı risk araştırmalarına ayrılıyor. O nedenle sanayinin pazara getirdikleri ile bu maddelerin bize ve çevreye yaptıkları arasında her zaman bir açıklık var. Bu yüzden risk araştırmasına ayrılan fon oranının %10 ila %15 arasında bir rakama çıkarılması konusunda çağrı yapıyoruz.

Ürünlerini geliştirmek için nanoteknoloji kullanan şirketlerden ne bekliyorsunuz?

Nano madde kullanıyorlarsa ürünlerini potansiyel riskler için çok iyi test etmeliler. Şimdiden çok kapsamlı testler yapan şirketler mevcutken diğerleri belki de o kadar çok çaba göstermiyor. Yetersiz testler yapan ya da hiç test yapmayan şirketler sorunlu olduğu ortaya çıkan bir madde kullanırlarsa bir krize sebep olabilirler, bu da tüm sanayinin itibarını düşürür. Bu nedenle nano maddeler konusunda daha iyi kurallara sahip olmak gerçekten şirketlerin çıkarına olmalıdır.

İnsan ve çevre güvenliğini teknolojik ilerleme ile birleştirmek için nasıl düzenlemeler yapılabilir?

Tüketici uygulamalarında nano maddeler için genel bir etiketleme zorunluluğu ve bu uygulamaları listeleyen bir sicil için çağrı yapıyoruz. Bu aynı zamanda nano madde üründe hangi amaca hizmet ediyor? Nasıl bir etkisi olabilir? Araştırmada nerelerde muhtemel boşluklar olabilir? gibi sorulara cevap verecek şekilde daha derinlemesine bilgi de içermelidir. Bu bir tüketici olanrak benim daha fazla bilgi edinmeme ve bilgilendirilmiş bir şekilde seçim yapmama imkan verir. 2013 yılının ortalarından bu yana kozmetiklerdeki nano partiküller için AB çapında bir etiketleme şartı var ve bu 2014’ün sonundan itiaben gıdalara da uygulanacak. Fakat bunun çok yavaş olduğunu düşünüyoruz, bu yüzden kendimiz aksiyon almaya karar verdik. BUND nano ürünler için internette bir veritabanı oluşturdu. Hedefimiz tüketicilerin ne satın aldığını bilmeleri için temel şeffaflığı oluşturmak.

Jurek Vengels
Almanya’nın Berlin ve Freiburg kentlerinde ve Romanya’nın Bükreş kentinde siyaset bilimi ve uluslararası ilişkiler eğitimi aldı. 2007’den bu yana BUND’da (Almanya Dünyanın Dostları Derneği) kimyasal politikaları ve nano teknoloji projesinde araştırmacı olarak görev yapmaktadır. ‘Laboratuvardan Yemek Tabağına: Nano teknolojinin Gıda Sektöründe Kullanımı’ ve ‘Nano gümüş: Bilinmeyen Risklere Rağmen Günlük Uygulamalar Artıyor’ gibi bir çok BUND yayınında yazarlık yapmıştır.

Daha fazla bilgi için: www.bund.net