Giriş: İnsanoğlunun gelişen teknoloji ve yeniliklere paralel olarak yeni ihtiyaçları doğmuş, bundan on (10) sene önce talep edilmesi söz konusu dahi olmayan yeni cihazlar, uygulamalar, sistemler insanlar tarafında zorunlu ihtiyaç haline gelmiştir. Buna çözüm arayan sektör ve üniversiteler Ar-Ge çalışmalarını artırmış ve bu taleplere cevap vermek için çalışmalarını yoğunlaştırmışlardır. Nanoteknoloji bu taleplere cevap verilmesinde öne gelen çözümlemelerde listenin en başında bulunmaktadır. Her alanda etkin ve ilerici değişikliklere yol açan nanoteknoloji, yenilenebilir orman ürünleri sektöründe de kendine yer bulmaya başlamıştır. Özellikle son yıllarda nanobilimi, malzeme bilimi ve orman ürünleri biliminin multidisipliner bir yapı ile ortaklaşa çalışması yeni nesil kompozit malzemelerin, biyokompozitlerin, nanokompozitlerin ve/veya biyo-nanokompozitlerin geliştirilmesinde büyük rol oynamıştır. Geliştirilen bu inovatif malzemeler geleneksel malzemelerin yerini almakta ve geleneksel üretim tekniklerinin, makinelerinin de rollerini değiştirmesini ve kendini güncellemesini sağlamaktadır. Ağaç malzemenin bileşenlerinden birisi olan selüloz kendi içerisinde çok daha küçük yapıtaşlarından oluşmaktadır. Nanoselüloz (NS) adı verilen bu yapı taşları bir kenarı en az birkaç nanometre (10-9 metre) ile 100 nanometre arasında değişen boyutlarda, daha anlaşılabilir şekli ile saç kalınlığının yaklaşık 10 binde biri küçüklüğünde lifleri ve partikülleri içermektedir. Selüloz nanolifler (SNL) ve selüloz nanokristaller olarak ağaç malzemenin yapısında bulunan nanoselüloz ağaç malzemeye mekaniksel gücünü veren doğal, yenilenebilir ve mucizevi bir polimerdir. Doğrusal ve uzun bir polimer zincirinden oluşan doğal polimerik yapısı birçok uygulamada kullanılmasına olanak sağlayan nanoselüloz günümüzde tıp, otomotiv, elektronik, yalıtım, inşaat ve ambalajlama gibi birçok sektörde kullanılmaya başlanmıştır. Buna ek olarak, bir çok sektörde Ar-Ge kısmında denemekte ve kullanılabilme potansiyeli araştırılmaktadır. Nanoselüloz yoğunluğunun düşük olmasına karşın sağladığı yüksek mekaniksel ve termal performans özellikleri ile her geçen gün daha fazla ilgi gören, geleceğin değerli malzemelerinden birisi olarak kendine yer oluşturmaya başlamıştır. Amaç: Bu çalışma her geçen gün önemi artmakta olan yeşil ve çevreci polimer nanoselüloz hakkında hem üniversitelere hem de sektöre detaylı bilgi sağlanması ve farkındalığın artırılması amacıyla gerçekleştirilmiştir. Kapsam: Bu araştırma geçmişten günümüze yapılmış olan nanoselüloz ile ilgili makalelerden oluşmaktadır. Nanoselülozun tanımı, nanoselüloz türleri, üretim şekilleri ve kullanım alanları bu çalışmanın altında detaylı olarak incelenmiştir. Sınırlıklar: Araştırma uzun zaman gerektirdiğinden ve de bilimsel dergilerin yayım kurallarından; sayfa ve kelime sınırlamalarından, dolayı belli sayıda makalenin incelenmesi ile sınırlandırılmıştır. Yöntem: Araştırmada geçmişten günümüz elliden fazla (50+) bilimsel makale incelenmiş ve her bir makaleden sağlanan öğretiler ve çıkarımlar bu çalışmada paylaşılmıştır. Öğretiler ve çıkarımlar belli bir düzende derlenerek okuyuculara anlaşılması kolay ve net şekilde sunulmuştur. Bulgular: İncelenen makalelerin sonucunda nanoselülozun gelecek için kritik, çevreci, yenilenebilir ve yüksek performans özelliklerine sahip bir polimer olduğu bulunmuştur. Kullanım alanının oldukça geniş olduğu, hali hazırda tıp, malzeme, otomotiv, inşaat, yalıtım, ambalajlama vb. sektörlerde kompozit yapı içerisinde güçlendirici polimer olarak kullanıldığı tespit edilmiştir. Farklı kaynaklardan elde edilebildiği ve mekaniksel, kimyasal, termal veya bu yöntemlerin kombinasyonları ile üretilebildiği bulunmuştur. Dünyada onbeşin (15) üzerinde üreticisi bulunduğu fakat yapılan araştırmalar sonucunda hali hazırda Türkiye’de herhangi bir pilot tesisin bulunmadığı belirlenmiştir. Sonuç: Bu çalışmada, nanoteknoloji ve geleceğin malzemesi nanoselüloz hakkında son yıllara dayanan detaylı derleme bilgiler verilmiş, üretim teknolojileri incelenmiş, güncel ve gelecekteki kullanım alanları hakkında teknik bilgiler paylaşılmıştır. Türkiye’de nanoselüloz esaslı malzemelere yönelik çalışmaların artırılması kritik bulunmuş ve nanoselüloza dayalı projelerin çalışılması önerilmiştir.
Anahtar Kelimeler: Nanoteknoloji, Nanoselüloz (NS), Polimer, Yeşil Teknoloji
|
