Nanoteknoloji, maddenin atomik ve moleküler seviyede kontrol edilmesidir. Bu kadar küçük bir ölçekte çalışırken, en ufak bir toz zerresi, yanlış bir tartım veya yetersiz bir karışım, aylarca süren bir deneyi çöp edebilir. Başarılı bir nanoteknoloji laboratuvarının sırrı, sadece pahalı mikroskoplarda değil, günlük kullanılan temel ekipmanların ve sarf malzemelerin kalitesinde gizlidir.
Bu yazımızda, sıfırdan bir laboratuvar kuranlar veya mevcut altyapısını güçlendirmek isteyenler için, nanoteknoloji araştırmalarının bel kemiğini oluşturan temel malzeme listesini derledik.
Nanopartikülleri üretmek veya bir sıvı içinde dağıtmak (dispersiyon), sürecin ilk adımıdır.
Ultrasonik Homojenizatör (Sonikatör): Nanopartiküller birbirine yapışmayı (aglomerasyon) sever. Onları ayırmak ve homojen bir sıvı elde etmek için yüksek güçlü, problu sonikatörler şarttır. Özellikle Karbon Nanotüp (CNT) ve Grafen çalışmalarının vazgeçilmezidir.
Isıtıcılı Manyetik Karıştırıcı (Hot Plate Stirrer): Kimyasal sentezlerin (Sol-Gel yöntemi gibi) sabit sıcaklıkta ve sürekli karıştırma altında gerçekleşmesini sağlar. Sıcaklık hassasiyeti +/- 1 derece olan modeller tercih edilmelidir.
Spin Coater (Döndürerek Kaplama Cihazı): İnce film teknolojileri için kritiktir. Bir yüzey üzerine nano kalınlıkta, homojen bir kaplama yapmak için kullanılır.
Hassas Terazi: "Biraz fazla kaçtı" deme lüksünüz yoktur. Nanoteknolojide genellikle 0.0001g (0.1 mg) veya daha hassas teraziler kullanılır.
Nanomalzemeler havayla temas ettiğinde bozulabilir veya solunduğunda sağlık riski oluşturabilir. Bu nedenle ortam kontrolü lüks değil, zorunluluktur.
Eldivenli Kabin (Glove Box): Oksijen ve neme karşı hassas malzemelerin (örneğin lityum pil bileşenleri veya bazı kuantum noktalar) saklanması ve işlenmesi için, içi azot veya argon gazı dolu, dış dünyadan izole edilmiş kabinlerdir.
Kimyasal Çeker Ocak (Fume Hood): Asit buharlarını ve havada uçuşan nanopartikülleri laboratuvar ortamından uzaklaştırmak için kullanılır. HEPA filtreli modeller nano güvenlik için daha uygundur.
Saf Su Sistemi (Deiyonize Su): "Musluk suyu" nanoteknolojinin düşmanıdır. Sentezlerde kullanılan suyun iletkenliğinin 18.2 MΩ (Ultra Saf Su) seviyesinde olması gerekir.
Cihazlar ne kadar iyi olursa olsun, "girdi" kalitesi kötüyse "çıktı" da kötü olur.
Nanotozlar ve Süspansiyonlar: Projenize uygun saflıkta (%99.9, %99.99 vb.) Metal oksitler (TiO2, ZnO), metaller (Ag, Au), Karbon nanotüpler ve Grafen.
Yüksek Saflıkta Solventler: Etanol, Aseton, DMF gibi çözücülerin "HPLC Grade" veya "Electronic Grade" olması, kirliliği önler.
Numune Kapları: Cam malzemeler yerine, hidroflorik asit gibi aşındırıcılara dayanıklı PTFE (Teflon) beherler ve spatulalar sıkça tercih edilir.
Kişisel Koruyucu Donanım (KKD): Standart toz maskeleri nanopartikülleri tutamaz. N95 veya P3 tipi filtreli maskeler ve nitril eldivenler hayati önem taşır.
Görüntüleme cihazlarına (SEM, TEM) numune hazırlamak için gereken yan ekipmanlardır.
Kaplama Cihazı (Sputter Coater): İletken olmayan numunelerin (seramik, polimer vb.) elektron mikroskobunda (SEM) incelenebilmesi için üzerlerinin çok ince bir altın veya karbon tabakasıyla kaplanmasını sağlar.
Kesme ve Parlatma Cihazları: Metalografik incelemeler için numunenin yüzeyinin pürüzsüz hale getirilmesi gerekir.
Nanoteknoloji laboratuvarı kurmak, maliyetli bir süreçtir. Ancak ucuz ve kalitesiz sarf malzemesi kullanmak, uzun vadede deney tekrarlarına ve zaman kaybına neden olacağı için çok daha pahalıya patlar.
Araştırmanızın güvenilirliği için, sertifikalı, saflık garantisi veren tedarikçilerle çalışmak ve cihazlarınızın kalibrasyonunu düzenli yapmak başarının anahtarıdır.
