Popüler Bilim
(Popular Science)

Tez Yönetimi Ve Danışmanlık
(Thesis Directed)

Verdiği Dersler
(Courses Instructed)

(Kimya ve Sanayi Dergisi, 39,12-18, (2006) da (Kapak Yazısı) Yayınlandı).

NANOTEKNOLOJİ ve  UYGULAMALARI

 KİMYA İle İLİŞKİSİ

Prof. Dr. Mehmet Doğan

Hacettepe Üniversitesi Fen Fakültesi Kimya Bölümü Öğretim Üyesi

dogan@hacettepe.edu.tr

Nanoteknoloji Nedir?

Son yıllarda adını sıkça duyduğumuz, geleceğe yön verecek teknolojisi olarak görülen nanoteknoloji, diğer teknolojilere göre henüz tam yapılandırılamadığından ve daha az bilindiğinden kimilerimize uzak gelmektedir. Öte yandan günümüzde nanoteknoloji bir çok üniversite ve endüstri araştırma laboratuarlarında yeni çalışma alanları yaratırken ürünleri de günlük yaşantımıza artan hızla girmektedir.

Nanoteknoloji özetle nanometre ölçeğinde fiziksel, kimyasal ve biyolojik olayların anlaşılması, kontrolü ile bu boyutlarda fonksiyonel malzemelerin, araçların,ve sistemlerin geliştirilmesi ve üretimi olarak tanımlanabilir. Nanoteknoloji ile nano ölçekteki olayların değerlendirilip, benzerlerinin geliştirilerek uygulanmasıyla  bilimde ve teknolojide yeni ufuklar açılmaktadır. Aslında nanoteknoloji çağımıza yön veren bilgi, iletişim ve biyoteknoloj ile birlikte gelişmekte olup bu teknolojilerden ayrı düşünülemez.

Nanoteknoloji en az bir boyutu 1-100 nm olan materyaller, cihazlar ve sistemler ile ilgilenir. Nanometre metrenin milyarda biri olan bir uzunluk birimi olup, basitçe bir saç teli çapının 50000 de biri kadar uzunluğu ifade eder. Bu büyüklük çıplak gözle ve en iyi optik mikroskopla görülemediğinden çok küçük olduğu düşünülse de atom boyutunun 5-100 katı bir büyüklüktür. Maddenin boyutu nanometre mertebesine kadar küçüldükçe bunların mekanik, elektrik, ısıl, optik ve kimyasal özellikleri ve çevresi ile ilişkileri çok değişmekte, önceden ön görülmeyen büyük hacimli aynı maddeden çok daha farklı özelik ve davranış gösterebilmektedir. Bazı hallerde bu yeni özellik, büyük boyuttaki maddeden çok üstün niteliğe sahip malzemelerin ve sistemler geliştirmesine imkan vermektedir.

Nanoteknolojinin Kısa Tarihçesi

Çoğu bilimci tarafından nanoteknoloji 21. yüzyılın teknolojisi olarak kabul edilse de bu alandaki çalışmalar çok eskilere dayanmaktadır. 100 yıl önce sanatçılar tarafından geliştirilen ve kullanılan çok ince ve dayanıklı boyalar renkli pencere camları, yarı iletken ve transistorlerin üretimi aslında nanoteknolojinin ilk uygulamalarıdır. Özel organometalik yüzey katalizörlerinin hazırlanması da bir tür nanoteknoloji ürünüdür.

Nanoteknoloji terimi ilk kez 1986 yılında K. Eric Drexler tarafından kullanılmışsa da bu alandaki ilk araştırmaların moleküler robotlar ve robot parçaları üretimi çalışmalarıyla başladığı kabul edilmektedir.  Feynman’ın 1959 bir konuşmasında “atom- atom moleküllerin oluşturulup parçaların imal dilebileceğini bildirmiştir. D.J. Cram, J.M. Lehn ve C.J. Pederson subra moleküler bileşiklerin sentezi ve nano taneciklerin özelliklerini araştırmaları ile 1987 yılında kimya dalında Nobel ödülünü almışlardır.  K. E. Drexler ‘in “Nanosystems: molecular machinery, manufacturing and computation”  kitabı 1992 yılında John Wiley and Sons yayınevi tarafından yayınlanmasından sonra yaygın kulanım alanı bulmuştur.

Günümüzde tüm Dünya Ülkeleri bir Nanoteknoloji Araştırma ve Uygulama planlamalarını yapmışlar ve çalışmalara başlamışlardır. Her ülke ve özel sektörü kendisi için en uygun öncelikli alanları saptamıştır. Başta ABD olmak üzere Japonya, Almanya, Rusya ve birçok Avrupa ülkesi nanoteknolojik araştırmalara büyük kaynak aktarmaktadırlar. AB 6. Çerçeve Programlarında nanoteknolojik araştırmalarda kullanılmak üzere 1300 M.Euro ayırmıştır. Ülkemizde de TÜBİTAK desteği ile Bilkent Üniversitesi’nden bir nanoteknoloji araştırma merkezi kurulmuştur. Halen birçok üniversitemizde değişik bilim alanlarında nanoteknolojik çalışmalar yapılmaktadır.

Bilgi çağının teknolojisi  nanoteknolojidir. Naoteknolojik araştırma ve çalışmalar:  a) Nano ölçekteki yapıların analizi, b) Nano boyuttaki yapıların fiziksel özelliklerinin araştırılması ve anlaşılması, c) Nano ölçekli malzemenin üretimi, d) Nano duyarlıkta aletlerin geliştirilmesi, e) Nanoskopik ve makroskopik dünya arasında bağ kurulmasına yardımcı olacak yöntemlerin bulunup geliştirilmesi gibi konuları kapsar.

Nanoteknolojinin Kullanım Ve Uygulama Alanları

Nanoteknoloji elektronik ve yarı iletken teknolojisinden, biyo-sensörlere, nano tüplerden nano tanecik sistemlerine, katalizörlerden akıllı moleküllere, yüzey kaplamalardan, nanoboyutta boyamalara, mikro cerrahiden nano ropotlara kadar bir çok alanda kullanım alanı bulmuştur. Başlıca uygulamalarını üç alanda toplayabiliriz. Bunlar:  

1-Endüstriyel Alan:

   Mikro makineler, mikro pompalar, mikro sensörler geliştirme, opto-elektronik elemanların imali, bir araya getirilmesi, nano boyutlu kaplamalar, monolayer katalizörlerle tepkimelerin kontrolü, nano boyutlu elemanlar arası bağlantılar, chip ve CD üretimi.

2-Tıp ve Sağlık Alanı:

    Mikro-nano cerrahi( özellikle göz ve beyin cerr.), diyagnostik kitler, hücre, doku ve moleküler (DNA gibi) hasar belirlenmesi ve onarımı, biyo sensörler, floresans ve fosforesans nano tanecik sistemleri içeren yarı iletken maddeleri kullanarak anti kor ve DNA dedektörleri gelişimi, bu sistemleri kullanarak kan örneklerinde bir çok patojenik ve hasarlı yapıların aynı anda ve paralel belirlenmesi,

3- Bilimsel Araştırmalar:

    Yüzey karekterizasyonu ve modifikasyonu, yüzey işlemleri, nano litografi, akıllı moleküllerin geliştirilmesi, atom ve moleküllerin istenilen yer taşınması veya önce ayrılarak sonra tekrar birleştirilmesi, mikroorganizmaların taşınması, DNA-modifikasyonu. Nanotknolojinin yeni kullanım alanlarının araştırılması.

Nanoteknolojinin Günümüzde Tipik Uygulama Örnekleri

1-Karbon nanotüp ve nano litografi,

2-Karbon lifler üreterek hidrojen bataryası olarak kullanma,

3-Nano kütüphaneler,

4-Veri bilgi depolama (Noval data storage system),

5- Hücre onarım robotları (Cell repair units),

6- Nano robot ve nano ölçekli ilaç taşıyıcıların yapımı,

            7- Nanocerrahi,

8- Plastik şişelerin monolayer silisyum dioksitle kaplayarak cam ve plastiğin üstün özelliklerinin birleştirilmesi,

9- Polietilen üretiminde zincir yapısı değişimi ile çelikten sağlam taşıyıcı halat üretimi,

10- n ve p tipi transistör ve elektonik devrelerin imali,

11- Femto saniye-nanoteknoloji ile moleküllerde birçok kimyasal ve fiziksel özelliğin ölçülmesi,

12- Tekstilde nanoteknoloji uygulaması ile nanometre kalınlıkta liflerden, özellikle karbon liflerden kumaş hazırlanması, kumaşların monolayer bir madde ile kaplanarak su tutmayan ve yanmayan ama esnekliğini koruyan kumaş üretimi.

13- Nano partiküllerden boya hazırlayarak çizilmez ve dayanıklı yüzey boyamaları ve yüzey işlemleri,

14- Nano boyutta organometalik katalizörlerle yüzeyin kaplanması ve yüzey tepkimelerinin kontrolü.

Nanolitografi

-Nano aletler kullanarak molekül ve atom düzeyindeki malzemelerin bir yere biriktirilmesi veya oradan uzaklaştırılması yaklaşımına litografi denir.

-Makroskopik dünyadaki robotların mikroskopik benzerlerini yaparak bunlar aracılığı ile nano skalada üretim yapmak.

-Makroskopik cihazları kullanarak atom ve molekülleri amaca göre yönlendirmek ve yönetmek.

Nanoteknolojinin Kimya ile İlişkisi

Kimyasal tepkimelerin kontrolü, kinetiği,akıllı moleküllerle kimyasal tepkimelerin ve biyokatalitik (enzimatik) olayların yönlendirilmesi, kristal düzeni, kristal yapı hataları ve bunlardan yararlanma, yüzey kimyası ve yüzeyin araştırılması, bu tekniklere uygun analiz ve kontrol tekniklerinin geliştirilmesi çağımız kimyacılarını, özellikle analitik kimyacıları nanoteknolojiye de yönelmeye zorlamıştır. Nanoteknoloji yardımı ile gelecekte mevcut maddeler ve özellikle atıklar atom ve molekülerine ayrılarak bunlardan daha kullanışlı ve yararlı yeni maddelerin sentezi yapılabilecektir. Bir bilimcinin ifadesi ile bir lego tablo yapar gibi atomlar yeniden bir araya getirilerek istenilen yeni ürün oluşturulabilecektir. Böylece atıksız üretim gerçekleşebilecektir. Bu tür ayrıştırma ve sentez  birinci derecede kimyacıların uğraşı alanıdır.

Çağımızda endüstrinin geldiği düzey, bir yandan toplumun gereksinimini karşılayacak çok büyük ölçekli üretim, öte yandan yüksek kaliteli, gittikçe küçülen, nano metrik boyutlarda ileri teknoloji ürünleri ile hücre altı moleküler düzeyde işlemleri yapma, bunları teknolojiye aktarma (gen teknolojisi) noktasına ulaşmıştır. O halde yeni çağda kimya tekrar en güncel ve gözde bilim olarak gelişmeye ve geliştirmeye devam edecektir.

Özellikle analitik kimyacı, farklı maddeleri tanıma, onların bileşenlerini tayin etmede, kimyasal işlemlerin bilimsel veya teknik amaçla kullanıldığı her yerde nitel- nicel analiz ve yapı tayini ile nanoteknoloji çağında da karşılaşılan sorunlara cevap verebilecek şekilde bir yandan eski analiz yöntemlerini değiştirirken, bir yandan da yeni teknolojiye uygun analiz yöntemlerini ve kendini geliştirmek, zorunda kalacaktır.

Akıllı( intellegent) Moleküller ve Polimerler

Akıllı molekül olarak adlandırılan moleküller çevreye duyarlı olup, çevreden gelen herhangi bir uyarıya (elektrik, ısı, ışık) karşı tepki gösteren moleküllerdir. Özellikle polimerik yapıdaki doğal ve sentetik büyük moleküllerde bu duyarlık görülür. Örnek olarak sıcaklık duyarlı, yani termosensitif polimerler bu sınıfın en önemli örnekleridir.

NIPAA olarak kısaltılan n-izopropil akril amid sıcaklık duyarlı bir polimerdir. Polimer lower critical solution temp (LCST) altında hidrofilik ve suda çözünür, üstünde hidrofobik ve suda çözünmez. Bu LCST 31-32 ^oC dır.

Bu özelliği NIPAA ‘ya çok üstün özellik kazandırır. Ko-mono polimerler çapraz bağlayıcılar ve başlatıcılar kullanarak mikro ve nano küreler hazırlanabilir. NIPAA nın LCST değeri vücut sıcaklığına yakın olduğundan ve bu değer çeşitli co- monopolimerlerle ayarlanabildiğinden biyomedikal uygulamaları yaygındır.

NIPAA’nın Hidrojel,biyokonjugant ve polimerik mişeller şeklinde ilaç taşıyıcı olarak kullanıldığından söz edilmektedir.

N-İzopropil akril amid proteinler, DNA, RNA gibi biyomoleküllerin ayrılması ve saflaştırılması, çeşitli enzimlerein immobilizasyonu amacıyla da kullanılmaktadır. Ülkemizde nanoteknojli en çok bu tür akıllı polimer olarak adlandırılabilen polimerleri geliştirme,akıllı moleküllerle tepkime türünü kontrol altında tutma şeklinde gelişmektedir.

Nanoteknolojinin araçları, alet ve yardımcıları

 

-Nano teknolojinin araştırılmasında, ürünlerin ve sistemlerin kontrolünde kullanılan en önemli araçları taramalı prob mikroskopları, özellikle atomik kuvvet mikroskobu ve taramalı tünelleme mikroskobudur. Nano teknolojideki gelişim, prob mikroskoplarının gelişimini hızlandırdığı, kullanımını yaygınlaştırdığı gibi, bu cihazları nanomaniplatör olarak (mikrorobot) kullanarak nano teknolojinin uygulanmasını artırıcı etki yapmıştır. Bu yönde özellikle biyolojik ve bilimsel uygulamalar yaygınlaşmaktadır.

   Teknolojideki yeni gelişmeler sonucu  elektron- iyon spektroskopisi gibi yüzey analiz teknikleri, optik mikroskop yerine elektron mikroskopisi, tünel elektron mikroskopisi, atomik kuvvet ve iş fonksiyon spektroskopisi gibi moleküler büyüklüklerin görüntülenmesine imkan veren görüntüleme teknikleri, optik sensörler, laser ve fiber optik, nano ve hatta femto saniyede ölçüm yapan yarıiletken dedektörlü ölçü sistemleri  ileri teknoloji laboratuvarlarının vaz geçilmez araçları olmuştur.

Çok değişik tür ve sayıda analitik mikroskop ortaya çıkmıştır. Bunlar:

1- Geçirgen ve yansımalı optik mikroskop, faz kontras ve UV mikroskop,

2-Geçirgen, yansımalı, taramalı, elektron emisyon, alan elektron emisyon mikroskopları (TEM, REM, SEM, EEM, FEM);

3-İyon mikroskopları: geçirgen iyon, taramalı iyon, alan iyon mikroskopları (TIM, SIM,FIM) ;

4-Diğer mikroskoplar: Tünelleme, taramalı tünelleme, atomik kuvvet, iş fonksiyon, manyetik kuvvet, yakın alan optik taramalı, balistik elektron emisyon mikroskopları (TUEM-TM,STM, AFM, WFM, MFM, NSOM, BEEM) gibi onlarca mikroskobik teknik değişik amaçlarla nanoteknolojide kullanılmaktadır.

Bugün bu mikroskobik teknikler:

  -Kaplama homojenliği ve etkinliğinin incelenmesi,

  -Katı faz katalizör yüzeyleri,

    gibi yüzeyin morfolojik ve topografik yapısı ve yüzey bileşenlerinin belirlenmesinde,

  -Sağlık teknolojisinde,

  -Güneş enerjisinden yararlanmada kullanılan güneş pillerinin etkinliğinin artırılmasında kullanılmaktadır

 Elektronik ve Bilgisayar Endüstrisi: Bu Endüstri  kollarında özellikle ultra saf silisyum ve germanyum gibi yarı iletkenlerin saflık kontrolünde katı örneklerde safsızlıkların analizinde kullanılan kombine kütle spektroskopisi teknikleri (GF-ICP-MS, SS-MS, Laser-MS, ESCA-MS gibi) ile bu yarı iletkene dote edilen veya bunlar üzerine kaplanan diğer metallerin ( Li, As, Ga, Co, Au,Ag gibi) tayinlerinde ESCA, SİMS, NPMS, TXRF ve değişik elektron mikroskopisi  başta olmak başta olmak üzere yüzey analiz ve derinliğine profil analizi teknikleri nanoteknolojide de en çok kullanılan analiz teknikleridir.

Prob Mikroskopları

 Prob mikroskopları ailesinin iki temel üyesi atomik kuvvet mikroskobu (AFM) ve taramalı tünnelleme mikroskobudur (STM)

 

Atomik kuvvet Mikroskobu, sıvı ya da katı örneklerin yüzey topografisini nanometre (nm) seviyesinde görüntüleyebilen ve moleküller arası kuvvetleri (nN, pN) ölçebilen bir sistemdir.

Örnek ile iğne arasındaki kuvvet etkileşimi sonucu kaldıraç mekanizması nm ölçeğinde hareket eder. Bu hareketten faydalanılarak bilgisayar ortamına aktarılan veriler, yazılım aracılığıyla derlenerek ya örneğin görüntüsü elde edilir ya da iğne ve örnek arası etkileşimler ölçülür.

Atomik Kuvvet Mikroskopu Ve Çalışma İlkesi

Özellikleri Ve Kullanım Alanları

Hassas bir iğnenin yüzeyi  taramasıyla, yüzeyin yüksek çözünürlüklü 3d görüntüsünü verir.

- Örneğin iletken olma koşulu yoktur.

 -Örnek hazırlama ve kullanım kolaylığı ve kapladığı hacim ile sem’e alternatif bir mikroskopik tekniktir.

-  Hava, sıvı, vakum ortamlarında görüntüleme yapabilir.

-Biyolojik örnekler, kaplamalar, seramikler, kompozitler, camlar, membranlar, metaller, polimerler ve yarıiletkenler  gibi materyallerin yüzeyleri ayrıntılı görüntülenebilir ve  elektriksel yük, manyetiklik, adhesif, hidrofilik davranış gibi çeşitli özellikleri belirlenebilir.

-İğne ucuna immobilizasyon ile moleküller arası çekim kuvvetlerinin ölçülmesi ve moleküler sensör çalışmaları gerçekleştirilebilir.

(AFM ve STM Aletleri Şeması ve bunlarla alınan bazı görüntü resimleri)

Bazı Ülkelerde Nanoteknolojiye Yönelik Araştırma ve Uygulamalar

Nanoteknoloji: Rusya Uygulamaları

1-Boyutları atom ve moleküllerle kaşılaştırılabilecek ölçüde elektronik devrelerin yapımı.2-Bir molekül büyüklüğünde nanoaletlerin, nano robotların geliştirilmesi,3- Tuğla ve briket örerek bir binanın yapımına benzer şekilde atom ve molekülleri tek, tek yakalayarak çeşitli maddelerin sentezlenmesi. 

Bu iki şekilde yapılmaktadır:

a) Mevcut bir maddenin yapısında atomların düzenini değiştirmek.  Karbon yapısını değiştirerek elmas üretmek bu uygulamaya iyi bir örnektir.b)Küçük moleküllerden büyük molekülleri sentezleme, buna su ve karbondioksitten bitkiler gibi şeker ve nişastayı sentezlemek örnek gösterilebilir. 

4-Yakın gelecekte nanoteknoloji akıllı devrelerin yapımında da uygulama bulacak. Bugün litografik örneklere uygun yarı iletkenler içine sedimente (dote) edilerek kullanımının sınırları zorlanmaktadır.

Teknolojinin bugünkü durumunda sadece iletkenlerin ve elementlerin düzlemsel yapıda fotolitografik yerleştirilmesi mümkün olmaktadır. Bu şekilde büyük ümitler bağlandığı gibi nöronların duyarlığı yakalanamaz.

 Bu ise bağlantı şeması teknolojisinin çağdaş çözümünü engeller.

Aktif nanoteknoloji metotları ile transistor ve diyotların aktif elementleri bir molekül büyüklüğünde üretilebilir ve üç boyutluluk da kazandırılabilir. Endüstriyel ölçekte atom montajı için mikro elektronik bir branş olabilir.

Nano alet terimi ile insan yaşamı değişecektir. Bunun anahtarı ise kendileri üretim yapabilen moleküller olacaktır. Bu moleküller atomları kullanarak kendilerine benzer molekülleri de yapabilecektir.

-Nano aletlerin gelişiminde basit bir öngörü atomlardan moleküllerin kendi kendini üretmesi mümkün olmasa bile bazı moleküller akustik ve elektromanyetik sinyallerle başka molekülleri başka bir işe sevk edecek şekilde davranış göstermektedir.

-Halen fantastik nano computerler yoktur.

-Rusya’da sadece bugünkü yapıda değil, nörolojik yapıda da olabilen çok hızlı bilgisayarların üretimine,-Opto elektronikle yüksek bant genişliğinde foto alıcıların yapımına,-Kimya endüstrisinde radikal değişiklik yapacak nonoteknolojik elektronik üretim mümkün olacaktır. Başlıca laboratuvarlarda oldukça ileri mesafe alınmıştır 

Endüstride alışılan üretim teknikleri yerine molekül robotları ile atom ve moleküllerden kopyalama aletleri ile sentezlenecektir. 21. YY başında bu alanda her tür maddenin sentezlendiği önemli başarı sağlanabilecektir.-Tarımda bitki ve hayvanlar gibi yiyecek üreten doğal makineler, yani moleküler robotlar geliştirilip kullanılacaktır. Yaşayan organlardaki gibi, ama çok kısa sürede ve etkili şekilde üretilecektir. Bu tür tarım doğa koşullarına bağımlı olmayacak ve büyük bir fiziksel iş istemeyecektir. Yiyecek sorununu da kökünden çözecektir. Bu tür üretimler 21.YY ortalarında gerçekleşecektir.

21. YY başına kadar iki boyutlu elektronik devre yerine hacimsel devreler yapılacaktır. PC lerin çalışma frekansı teraherz büyüklüğüne ulaşacaktır. Nöron benzeri protein molekülleri ile PC hafızaları Terabite (TB) ulaşacaktır.

-Ekolojide 21.YY ın ortasında insanların aktifliği ile zararlı maddelerin oluşumu önlenmiş olacaktır. Moleküler hijyen robotları geliştirilecektir. Atıklar bir başka maddenin üretilmesi için çıkış maddesi olarak kullanılırken, bir yandan da tarımsal üretimde nanoteknolojik tekniklerle atık üretilmesi önlenecektir.

-        Tıpta 21.YY ilk yarısında moleküler doktor robotlar geliştirilecektir. İnsan organında yaşayan bu robotlar organın zarar görmesini önleyecek veya gördüğü zararı tamir edecektir.

-        -Biyolojide 21.YY ortasında insan organı içinde doğrudan zarar gören veya ölen organın atomlarından tekrar sentezini sağlayacaktır. Yeni tip biyo robotlar geliştirilecektir.

Polonya’da Nanoteknoloji Çalışmaları 

-Nanokristal tozlar,

-Metallerden nano maddeler ve nano maddelerin elektronikte kullanılması,-Organik nano maddelerin sentezi, Yumuşak , manyetik nano maddeler,-Şarj edilebilir Lityum pil ve aküler üretimi için seramik nanomaddeler sentezi,- Polimer-yapı ve yüzey-hacim özelliğinden nano bağlantı araçlar yapımı, 

ÇEK Cumhuriyetinde Nanoteknoloji:

-Yeni teknoloji ve yoğun madde nanomaddeler,

-Moleküler biyofizik ve nükleik asitler, proteinler ve porfirinler araştırılıken, bir yandan da yarı iletkenler manyetooptik çalışmalar yapılıyor.

-Nanokompozitler ve mağnezyum alaşımları,

-Nanokristal tozlar,

-İnce tabaka ve  metal kaplama,

-Makro molekül fiziği ve plazma polimerleri, yüzey değiştirme, plazma polimer matrikslerde yarı iletken ve metaller, nano kompozit maddeler üretimi,

-Fizikokimya enstitüsünde cam üzerindeCDSe nanokristalleri çöktürme, CsCl matrikste CsPbCl ve InAs  nanokristalleri araştırılıyor.Yeni bilgisayar malzeme ve araçları üzerinde çalışma,

-Blok copolimer mişeller,

-Nano kaplama yüzeyler ve yarı iletken nano yapılar,

-Fulleron ve nanotüp üretimi,

-NMR spektroskopisi ile organik, biyoorganik molekküller ve moleküler modellerin incelenmesi,

-Nükleik asitler, proteinler, polimerlerin yapıları ve tayini,

-süper manyetik toz nanoparçacıklar

-Akıllı moleküller ve yapılar,

-Nanometrik boyutta ince yüzey kaplamaları,fonksiyon derecelendirme araçları,nano yapılar,yapısal seramikler,gelişmiş teknolojik işlemler, kesit yerlerinin dayanıklılığı,

-Nano benzerlik ölçümleri,

-Silisyum üzerinde halogram oluşumu,