{"id":631,"date":"2021-03-12T06:01:15","date_gmt":"2021-03-12T06:01:15","guid":{"rendered":"http:\/\/kalkinmaguncesi.izka.org.tr\/?p=631"},"modified":"2021-03-12T06:36:55","modified_gmt":"2021-03-12T06:36:55","slug":"bir-bakista-ileri-malzeme-teknolojileri","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/kalkinmaguncesi.izka.org.tr\/index.php\/2021\/03\/12\/bir-bakista-ileri-malzeme-teknolojileri\/","title":{"rendered":"Bir Bak\u0131\u015fta \u0130leri Malzeme Teknolojileri"},"content":{"rendered":"\n

\u0130pek KOCAO\u011eLU<\/strong><\/strong>
Uzman
Yenilik ve Giri\u015fimcilik Politikalar\u0131 Birimi<\/em><\/em><\/em>
ipek.kocaoglu@izka.org.tr<\/em><\/a><\/em><\/p>\n\n\n\n

Malzeme ve medeniyet d\u00fczeyi aras\u0131ndaki ili\u015fkiyi tarih boyunca g\u00f6rmek m\u00fcmk\u00fcnd\u00fcr. Ta\u015f devri, maden devri gibi tarih \u00f6ncesi \u00e7a\u011flardan bu yana insanlar\u0131n yayg\u0131n olarak kulland\u0131\u011f\u0131 malzemeler medeniyetlere y\u00f6n vermi\u015ftir. Modern \u00e7a\u011flarda da durum farkl\u0131 de\u011fildir; malzeme, toplumsal geli\u015fmeyi \u015fekillendirmeye devam etmektedir. \u00d6rne\u011fin, 1960’larda plastikler olduk\u00e7a ucuz ve yayg\u0131nken, 1980’lerde silikon malzemelere dayal\u0131 elektronik e\u015fyalar\u0131n kullan\u0131ld\u0131\u011f\u0131 g\u00f6r\u00fclmektedir. G\u00fcn\u00fcm\u00fczde ise nanomalzemeler, biyomalzemeler, ak\u0131ll\u0131 malzemeler gibi ileri teknoloji \u00fcr\u00fcn\u00fc malzemeler hayat\u0131m\u0131za girmektedir.<\/p>\n\n\n\n

\u0130leri malzemelere ge\u00e7meden \u00f6nce malzeme t\u00fcrlerine h\u0131zl\u0131ca de\u011finmekte yarar vard\u0131r. Malzemeler geleneksel olarak metaller, seramikler ve polimerler olarak \u00fc\u00e7 temel s\u0131n\u0131fa ayr\u0131lmaktad\u0131r. Polimerler hafiftir ve kolayl\u0131kla \u015fekillendirilebilir. Ancak \u0131s\u0131ya ve \u00e7evresel etkilere dayan\u0131kl\u0131 de\u011fildir ve kolay bozulur. Seramik malzemeler ise y\u00fcksek s\u0131cakl\u0131\u011fa dayan\u0131kl\u0131 olmas\u0131na kar\u015f\u0131n sert ve k\u0131r\u0131lgand\u0131r. Metaller ise y\u00fcksek yo\u011funluklar\u0131 nedeniyle a\u011f\u0131r fakat dayan\u0131kl\u0131 malzemelerdir.<\/p>\n\n\n\n

G\u00f6r\u00fcld\u00fc\u011f\u00fc gibi her s\u0131n\u0131f\u0131n kendine \u00f6zg\u00fc avantaj ve dezavantajlar\u0131 vard\u0131r. \u00dcretimde hafif fakat dayan\u0131kl\u0131 ve y\u00fcksek s\u0131cakl\u0131klarda kullan\u0131labilir malzemelere olan gereksinim sonucunda kompozit malzemeler ortaya \u00e7\u0131km\u0131\u015ft\u0131r. Kompozitler, en az iki farkl\u0131 malzemenin makro seviyede (birbiri i\u00e7erisinde \u00e7\u00f6z\u00fcnmeyecek \u015fekilde) birle\u015ftirilmesiyle olu\u015fmaktad\u0131r.  B\u00f6ylece kompozitler, kendisini olu\u015fturan malzemelerin tek ba\u015f\u0131na sahip olamad\u0131\u011f\u0131 \u00fcst\u00fcn \u00f6zelliklere sahip olmaktad\u0131r. Kompozit malzemeler kimyasallara, korozyona ve hava \u015fartlar\u0131na dayan\u0131kl\u0131l\u0131k g\u00f6sterebilmektedir. Daha dayan\u0131kl\u0131 ancak daha hafif olmas\u0131 nedeniyle \u00f6zellikle otomotiv, havac\u0131l\u0131k ve uzay sekt\u00f6rlerinin vazge\u00e7ilmezi haline gelmi\u015ftir. Kompozitlerin havac\u0131l\u0131kta b\u00fcy\u00fck \u00f6l\u00e7ekli \u00fcretimde kullan\u0131ld\u0131\u011f\u0131 ilk \u00f6rnek, d\u00fcnyan\u0131n en b\u00fcy\u00fck yolcu u\u00e7a\u011f\u0131 Airbus A380 verilebilir. U\u00e7a\u011f\u0131n %20\u2019den fazlas\u0131 karbon fiber katk\u0131l\u0131 plastik, cam fiber katk\u0131l\u0131 al\u00fcminyum gibi kompozit malzemelerden \u00fcretilmi\u015ftir. (TTGV, 2020)<\/p>\n\n\n\n

\u0130leri malzemeler ise y\u00fcksek teknoloji uygulamalar\u0131nda kullan\u0131lan y\u00fcksek katma de\u011ferli malzemelerdir. Bu malzemeler, genellikle \u00e7ok \u00f6zel g\u00f6revler g\u00f6z \u00f6n\u00fcnde bulundurularak, y\u00fcksek performansl\u0131 olacak \u015fekilde geli\u015ftirilir veya tasarlan\u0131r. \u0130leri malzemeler, tokluk, sertlik, dayan\u0131kl\u0131l\u0131k ve esneklik gibi \u00fcst\u00fcn \u00f6zellikleriyle geleneksel malzemelerden daha iyi performans g\u00f6sterir. Kullan\u0131m alanlar\u0131na bakt\u0131\u011f\u0131m\u0131zda ileri malzemeler, m\u00fchendisli\u011fe dayal\u0131 sekt\u00f6rlerde (kimya, seramik, demir-\u00e7elik, demir-d\u0131\u015f\u0131, makine-mekanik, elektrik-elektronik, optik-biyomedikal ve \u00f6l\u00e7\u00fcm cihazlar\u0131 gibi) hammadde, yar\u0131 mamul veya mamul olarak kar\u015f\u0131m\u0131za \u00e7\u0131kmaktad\u0131r. Yine de ileri malzemeler ile geleneksel malzemeler aras\u0131ndaki ayr\u0131m, her zaman net olarak ortaya konamamaktad\u0131r. Geleneksel malzemelerde yap\u0131lan yenilikler sonucu bunlar da ileri malzeme grubuna girebilecek nitelikler kazanabilmekte ve ileri metal, ileri seramik, ileri polimer veya ileri kompozit malzemeler olarak ifade edilmektedir. (Kimya \u00d6\u0130K, 2001)<\/p>\n\n\n\n

\u0130leri Malzeme T\u00fcrleri<\/strong><\/p>\n\n\n\n

Do\u011fas\u0131 gere\u011fi, ileri malzeme ara\u015ft\u0131rmalar\u0131n\u0131n kapsam\u0131 ve potansiyel uygulamalar\u0131 \u00e7ok geni\u015ftir. Mevcut malzemelerin s\u00fcrekli iyile\u015ftirilmesi ve end\u00fcstriyel ihtiya\u00e7lara uygun yenilerinin geli\u015ftirilmesi nedeniyle ileri malzeme t\u00fcrlerini net bir \u00e7er\u00e7eveye oturtmak zordur. Yine de en yayg\u0131n s\u0131n\u0131fland\u0131rmay\u0131 esas alarak ileri malzeme t\u00fcrleri; yar\u0131 iletkenler, biyomalzemeler, nanomalzemeler ve ak\u0131ll\u0131 malzemeler ba\u015fl\u0131klar\u0131 alt\u0131nda incelenebilir. (\u0130stanbul Ticaret Odas\u0131, 2005)<\/p>\n\n\n\n

  1. Yar\u0131 iletkenler<\/strong><\/li><\/ol>\n\n\n\n

    Yar\u0131 iletkenler, son elli y\u0131lda elektronik ve bilgisayar end\u00fcstrilerinde devrim yaratan mikro\u00e7iplerin ortaya \u00e7\u0131kmas\u0131n\u0131 m\u00fcmk\u00fcn k\u0131lm\u0131\u015ft\u0131r. Yar\u0131 iletken teknolojisindeki geli\u015fmeler, elektronik cihazlar\u0131 daha k\u00fc\u00e7\u00fck, daha h\u0131zl\u0131 ve daha g\u00fcvenilir hale getirmi\u015ftir. Yar\u0131 iletken malzemeler g\u00fcnl\u00fck hayat\u0131n vazge\u00e7ilmezi telefon, tablet, bilgisayarlar ve di\u011fer elektronik cihazlar\u0131n i\u00e7inde yer alan silikon tabanl\u0131 \u00e7iplerin \u00fcretiminde yayg\u0131n olarak kullan\u0131lmaktad\u0131r.<\/p>\n\n\n\n

    Silikon malzemelerin yap\u0131 ta\u015f\u0131n\u0131 olu\u015fturan silisyum, yery\u00fcz\u00fcnde en \u00e7ok bulunan elementlerden bir olup i\u015flenmesi kolay ve ucuzdur. Buna kar\u015f\u0131n elektronik devrelerde kullan\u0131lan enerjinin yar\u0131s\u0131 silikon tabanl\u0131 \u00e7iplerde zayi olmaktad\u0131r. G\u00fcn\u00fcm\u00fczde art\u0131k silikon tabanl\u0131 yar\u0131 iletken malzemelerin performans s\u0131n\u0131rlar\u0131na ula\u015ft\u0131\u011f\u0131 kabul edildi\u011finden bilim insanlar\u0131 enerji kay\u0131plar\u0131n\u0131 azaltacak yeni malzeme ve teknolojiler aray\u0131\u015f\u0131ndad\u0131r. Yar\u0131 iletken malzemelerle ilgili bulu\u015flara her ge\u00e7en g\u00fcn bir yenisi eklenmektedir. (Enerji G\u00fcnl\u00fc\u011f\u00fc, 2016)<\/p>\n\n\n\n

    \"\"
    \u015eekil 1: Galyum Nitrat (GaN) temelli mikro\u00e7ip (compoundsemiconductor.net)<\/figcaption><\/figure><\/div>\n\n\n\n

    Yeni nesil yar\u0131 iletken malzemeler aras\u0131nda bir ad\u0131m \u00f6ne \u00e7\u0131kan Galyum Nitrat (GaN), y\u00fcksek \u0131s\u0131 dayan\u0131m\u0131, voltaj ve ak\u0131m kapasitesi ile silikondan \u00e7ok daha y\u00fcksek performans ve enerji verimlili\u011fi vadetmektedir. Konunun uzmanlar\u0131, mevcut t\u00fcm elektronik devreleri GaN’dan yap\u0131lanlarla de\u011fi\u015ftirmekle enerji t\u00fcketiminin yakla\u015f\u0131k % 15 ila 20 oran\u0131nda azalt\u0131labilece\u011fini \u00f6ng\u00f6rmektedir. Halihaz\u0131rda y\u00fcksek \u0131s\u0131 dayan\u0131m\u0131 gerektiren enerji nakil hatlar\u0131, fotovoltaik paneller, uydular, h\u0131zl\u0131 trenler ve savunma sanayi radar sistemlerinde kullan\u0131lan GaN, \u00e7ip teknolojisinde silikonun yerini alma potansiyeline sahiptir. (The Silicon Review)<\/p>\n\n\n\n