İnsan düşünmeden edemiyor, mevcut sensörler zaten mevcut problemlerimizi tespit edip çözmeye yardımcı olurken, neden nanosensörlere ihtiyaç duyuldu veya duyulur ki? Nanosensörler bize nerede, nasıl ve hangi şekilde yardımcı olabilirler? İşte bu yazıda bu soruların cevaplarını bulacağız.
Hiç şüphesiz çoğumuzun sensörler hakkında az çok fikri vardır. Ben yine de asıl değinmek istediğim nanosensörler konusuna girmeden önce, sensörler ve nanosensörler arasındaki farklara da değineceğimden dolayı, önce kısaca sensörlerden ardından detaylıca nanosensörlerden bahsedeceğim.
Not: Bu yazıda sensör ve nanosensörlerin çalışma prensiplerinden bahsedilmemiştir. Sadece sensörler hakkında genel bilgiler verilmiş olup nanosensörler konusu üzerinde durulmuş ve aralarındaki farklardan bahsedilmiştir. Sensör çeşitleri hakkında daha spesifik bilgilere bu yazıdan ulaşabilirsiniz: sensör nedir çeşitleri nelerdir
Sensörler, dış ortamdan gelen verileri algılayan ve yanıt veren aygıtlardır. Bu veriler, ısı, hareket, nem, basınç veya çok sayıda diğer çevresel olgudan herhangi biri olabilir. Oluşan çıktılar ise, insan tarafından okunabilir gösterime dönüştürülen veya daha ileri işlemler için elektronik olarak iletilen sinyallerdir.
Sensörlerin icadı, tıp bilimi, üretim endüstrileri, otomotiv dünyası ve diğer bazı alanlarda problemlerin kaynağının bulunmasında oldukça etkili sonuçlar veren ve dünyanın dört bir yanındaki doktorların ve bilim insanlarının, ölümcül hastalıklara karşı daha etkili çözümler geliştirmek için çalışmalarına yardımcı olan önemli bir gelişmedir.
Tabi ki, sensörlerin kullanımı sadece tıbbi araştırma alanıyla sınırlı değildir. Örneğin, mevcut sorunlara çözümler sunmak için sensörlerin kullanıldığı alanlardan bazıları şunlardır:
Şoförsüz araçların yapımında elde edilen başarılar, yol sinyallerini okuyan ve makinenin talimatlara göre sürmesi sağlayan bu sensörler sayesindedir.
Bazı şehirlerde, trafik sensörleri araç trafiğini yok etmek için önemli rol oynamaktadır. Trafik kameralarında kullanılan sensörler, trafik sinyallerindeki araçların varlığını algılar ve trafik ışıklarını buna göre çalıştırır. Bu sensörler, modern günümüzün trafik sorunlarına güzel çözüm örnekleridir.
Sensörler sadece tıbbi araştırmalar ve otomotiv dünyası için değil, aynı zamanda çevremizi korumamıza da yardımcı olurlar. Örneğin, havadaki kirlilik seviyesini bilmenizi sağlayan sensörler, kirliliğin kaynağını tespit etmemize yardımcı olurlar.
Enerji tüketimini kontrol etmek için okuma cihazında kullanılan akıllı sensörler vardır. Bu sensörler enerji tüketimi hakkında doğru verileri sağlarlar ve makul sınırın ötesine geçmeden önlem alınmasına olanak sağlarlar.
Gaz kaçağı nedeniyle zehirli gazlar, konteynırlarından havaya sızdığında, tüm canlılar üzerinde ölümcül bir etkiye sahiptir. Kızılötesi sensörler, sızıntıyı tespit edebilir ve normal gözle görülemeyen sızıntıları algılarlar.
Hepimizin bildiği, kapıya yaklaşan kişiyi algılayarak kapıları açan akıllı sensörler de vardır. Sensörler, birisi kapıya yaklaştığında ve herhangi bir manuel müdahale olmadan algılar ve açılma komutunu verir.
Listeye eklenecek daha birçok örnek var elbette. Sensörler, sağlığımızı korumak, sorunlarımızı çözmek ve yaşamak için daha iyi bir ortam sağlamak için heryerde kullanılmaktadır.
Sensörler zaten problemlerimizi çözerken, nanosensörlere neden ihtiyaç duyuldu ki? Nanosensörler bize nerede ve nasıl yardımcı olabilirler? Bu soruların cevabı çok açık, ancak hiçbir teknolojinin mutlak olmadığını bildiğimiz için, her zaman mevcut teknoloji üzerinde daha fazla iyileştirme yapmak gereklidir.
Şimdi gelelim nanosensörlere. Nedir bu nanosensörler?
Nanosensörler, kimyasal, cerrahi ve biyolojik alanlarda kullanılan, normal sensörler tarafından elde edilemeyen nanopartikül verilerini toplamak için kullanılan sensörlerdir. Çok daha küçük, çok daha hafif, taşınabilir ve hatta örneğin kalp ritmi ölçme amacıyla akıllı telefonlarla kombine edilebilir sensörlerdir.
Nanosensörler, normal sensörler gibi çalışırlar, ancak önemli olan fark, nanosensörlerin daha küçük parçacıkları (minute particle) algılayabilmeleridir, çünkü normal sensörler bunu yapamazlar. Nanosensörler bilgisayar çipleri, nano robotlar ve araştırılacak küçük parçacıkları tespit etmemiz gereken diğer nano ürünler için kullanılırlar.
Sensörler, hastalıkları tespit etmekten, çevreyi korumaya kadar sorunları çözmeye yardımcı olurlar. Ancak yine de sorunları tespit etmede gerektiği kadar yeterli değiller. Çünkü normal sensörlerin bazı sınırlamaları vardır, bunlar;
Örneğin, belli bir sınıra kadar hastalıkları tanımlamak için normal sensörler kullanılabilir. Bu sensörler hücre seviyesi hakkında bilgileri veremezler. Ancak nanosensörler sorunun ana nedenini ve hatta seviyesini ortaya çıkarabilir.
Örneğin, nanosensörler, çevreyi kontrol etmek için normal sensörlerin algılayamadığı havadaki zararlı toksik elementlerini tespit etmeye yardımcı olurlar.
Karbon monoksit (CO) seviyelerindeki dakika değişikliklerini hızlıca tespit edebilen yüksek hassasiyetli, düşük maliyetli nanosensör. (IISC)
Nanosensörlerin en büyük avantajları, bize normal sensörlerden daha doğru veri sağlamalarıdır. Sonuçlar daha güvenilir ve nettir.
Normal sensörler ile tanımlanamayan virüsler ve organizmalar, nanosensörler ile kolay bir şekilde tespit edebilirler.
Nanosensörler, canlı hücrelerin sıcaklığını ölçebilirler. Bu nedenle, bir hastanın tedavisinde normal sensörlerden daha doğru sonuçlar verir ve uygun tedaviye başlanması konusunda zaman kazandırabilirler.
Kısacası, nanosensörlerin normal sensörlere kıyasla avantajları şöyle sıralanabilir:
- Daha hızlı cevap,
- Daha fazla veri,
- Daha yüksek veri doğruluk oranı,
- Ölçülen olgu üzerinde daha az etki (örneğin canlı hücre üzerinde çalışıldığında).
Normal sensörlere göre daha derin, net ve güvenilir bilgiler veren nanosensörler şu an için bu alanda en iyilerinden. Ama gelişen teknoloji ile nanosensörlerden daha etkili, daha güvenilir, daha doğru ve çok daha hassas bilgiler sağlayacak yeni tip sensörlerin de günün birinde nanosensörlerin yerini alacaklarından hiçbirimizin şüphesi yok değil mi?