Nanotexnologiya

Molekulyar ólshemdegi nanotrubalar.

Nanotexnologiya — fundamental hám ámeliy pán hám texnologiya tarawı bolıp, ol teoriya tiykarları, izertlewler, analiz hám sintezdiń ámeliy usılları, sonıń menen birge, málim atom dúzilisine iye bolǵan ónimlerdi islep shıǵarıw hám olardan paydalanıw usılları menen shuǵıllanadi. Nanotexnologiyanıń ámeliy tárepi atomlar, molekulalar hám nanobólekshelerdi jaratıw, qayta islew hám manipulyatciyalaw ushın zárúr bolǵan apparatlar hám olardıń strukturalıq bólimlerin islep shıǵarıwdı óz ishine aladı. Nanomaterial bolıwı ushın keminde bir sızıqlı ólshemi 100 nm den kem bolıwı zárúr. Nanotexnologiyalar dástúriy pánlerden sapa jaǵınan parq etedi, sebebi bunday shkalalarda materiya menen islewdiń ádetiy makroskopik texnologiyaları kóbinese qollanılmaydı hám ádettegi shkalada áhmiyetsiz bolǵan mikroskopik hádiyseler sezilerli dárejede kúsheyedi. Nanotexnologiya, atap aytqanda, molekulyar texnologiya jańa júdá kem úyrenilgen pánlerden bolıp tabıladı. Bul tarawda boljaw etilgen tiykarǵı jańa ashılıwlar ele ámelge asırilmaǵan. Soǵan qaramay, alıp barılıp atırǵan izertlewler álleqashan óziniń ámeliy nátiyjelerin berip atır. Nanotexnologiyada aldıńǵı pán jetiskenliklerinen paydalanıw onı joqarı texnologiya retinde klassifikaciyalaw imkaniyatın beredi. Zamanagóy elektronikanıń rawajlanıwı apparatlardıń ólshemlerin kemeytiw ústinde alıp barılıp atır. Basqa tárepten, klassikalıq islep shıǵarıw usılları óziniń tábiyiy, ekonomikalıq hám texnologiyalıq tósıǵına jaqınlasıp atır, bul jerde apparattıń ólshemi azmaz azayadı, biraq ekonomikalıq tárepten qárejetler eksponensial túrde ámelge asadı. Nanotexnologiya - elektronika hám basqa ilim-pándi kóp talap etetuǵın tarmaqlardı rawajlandırıwda náwbettegi logikalıq qádem bolıp tabıladı.

Tariyxı

Nanomaterial ólshemleriniń salıstırılıwı

Kóplegen derekler, birinshi náwbette, inglis tilinde, keyinirek nanotexnologiya dep atalatuǵın usıllardıń birinshi esletpesin Richard Feynmannıń 1959-jılda Kaliforniya Texnologiya Institutında etken belgilı' „Tómende júdá kóp jaylar bar“ atlı sózleri menen baylanıstıradı. Amerika fizikalıq shaxslar jámiyetiniń jıllıq jıynalısında Richard Feynman tiyisli ólshemdegi manipulyator járdeminde atomlardı mexanikalıq túrde kóshiriw múmkinligin usınıs etedi. Ol bul manipulyatordı tómendegi tárizde qılıwdı usınıs etken: "Óz nusqasın jaratatuǵın mexanizmdi jaratıw kerek, tek kishilew tártipte. Jaratılǵan kishilew mexanizm jáne óz nusqasın jaratılıwı kerek, taǵı kishilew shama rejimin hám mexanizmniń ólshemleri bir atom rejiminiń ólshemlerine uyqas kelgeninshe dawam etiwi tiyis. Sonıń menen birge, bul mexanizmniń dúzilisine ózgertiwler kirgiziw kerek boladı, sebebi makrokosmosta háreket etiwshi tartısıw kúshleri azıraq tásir etedi hám molekulalar arasında óz-ara tásir kúshleri hám van der vaals kúshleri barǵan sayın kúsheyip baradı. Aqırǵı basqısh — payda bolǵan mexanizm óz nusqasın bólek atomlardan jıynaydı. Tiykarınan, bunday nusqalar sanı sheksiz bolıp, qısqa waqıt ishinde bunday mashinalardıń júdá kóp sanın jaratıw múmkin. Bul mashinalar makroelementlerdi tap sol tárizde, atomba-atom jıynaw múmkinshiligine iye boladı. Bunday robotlarǵa (nanorobotlarǵa) tek kerekli muǵdardaǵı molekulalar hám energiya beriliwi, jáne kerekli zatlardı jıynaw programmasın jazıwi kerek. Házirge shekem heshkim bul múmkinshilikti biykar eta almaǵan, biraq bunday mexanizmlerdi jaratılıwina ele heshkim de erispegen." Solay etip, R.Feynman ózi oyda sawlelendiriw etken manipulyatordı súwretlep berdi. Obiektlerdi atom dárejesinde úyreniw múmkinshiligi haqqındaǵı birinshi shamalawlardı 1704-jılda baspadan shıǵarılǵan Isaak Nyutonnıń „Optikalıqlar“ kitabında tabıw múmkin. Kitapta Nyuton keleshektegi mikroskoplar qashanlardir „korpuskulalar sırların“ úyreniwge ılayıq bolıwına úmit etken. „Nanotexnologiya“ termini birinshi ret 1974-jılda Norio Taniguchi tárepinen qollanılǵan. Ol bul termindi birneshe nanometr ólshemdegi ónimler islep shıǵarıw dep ataǵan. 1980-jıllarda bul termin Erik K.Drexler óziniń kitaplarında: Nanotexnologiyá' hám nanosistemalardıń kiyatırǵan dáwiri, molekulyar mashinalar, islep shıǵarıw hám esaplaw sózlerin isletedi. Onıń izertlewinde tiykarǵı orındı matematikalıq esap-kitaplar quraǵan bolıp, olar járdeminde ólshemleri birneshe nanometr bolǵan apparattıń jumısın analiz qılıwı múmkin edi.

Nanobóleksheler

Kishkenelestiriwdiń zamanagóy tendenciyası sonı kórsetedi, eger elementtıń júdá kishi bólekshesi payda etilse, bul halda element pútkilley jańa ayrıqshalıqlarǵa iye bolıwı múmkin. Ólshemleri 1 den 100 nanometrge shekem bolǵan bólekler ádette "nanobóleksheler" dep ataladı. Mısalı, geypara materiallardıń nanobólekleri júdá jaqsı katalitik hám adsorbsion ayrıqshalıqlarǵa iye ekenligi málim boldı. Nanobólekshelerdiń kóplegen fizika-ximiyalıq qásiyetleri, quyma materiallardan ayrıqsha bolıp esaplanıw, olardıń kólemine baylanıslı bolǵanlıǵı sebepli, sońǵı jıllarda eritpelerdegi nanobóleksheler kólemin ólshew usıllarına úlken qızıǵıwshılıq bar. Nanometrler tártibindegi bólekler yamasa nanobóleksheler, ilimiy sheńberde delingeni sıyaqlı, olardan paydalanıwǵa úlken irkinish beretuǵın bir ózgeshelikke iye: olar aglomeratlar payda etiwi múmkin, yaǵnıy bir-birine jabısadı. Nanobóleksheler keramika, metallurgiya tarawlarında perspektivalı bolǵanlıǵı sebepli, bul mashqalanı sheshiw zárúr. Múmkin bolǵan sheshimlerden biri - ammoniy citrat (suwlı eritpe), imidazolin, oleyk spirti (suwda erimeytuǵın) sıyaqlı dispersantlardan paydalanıw bolıp tabıladı.