Материалшунослик

НАНОТЕХНОЛОГИК МАТЕРИАЛЛАР

Яқин яқин вақтларгача кимё, физика соҳасидаги олиб борилаётган ишлар натижасида аввалига жуда катта ва мураккаб тузилишли материаллар ўрганилган бўлса, кейинчалик ушбу структуралар таркибини нисбатан майда фундаментал блокларда тадбиқ этишга ўтилди. Ушбу ёндашув баъзан “юқоридан пастга” деб номланади. Техника ривожланиши билан сканерловчи микроскопия алоҳида атом ва молекулаларни кузатиш имконини яратди, янги структуралар яратиш учун атом ва молекулаларни манипуляциялаш имкони юзага келди, шу билан бирга атом даражасидаги ўлчамга эга элементлар асосида қурилган (“материаллар дизайни” деб номланувчи) янги материаллар олинди.

Атомларни эҳтиёткорлик билан йиғиш имкони механик, электрик, магнит ва бошқа хоссали материаллар яратиш йўлларини кенгайтирди. Биз бу танловни “пастдан юқорига” деб атаймиз, бундай таркибли янги материалларни ўрганиш билан нанотехнология шуғулланади, “нано” ибораси элементлар структурасининг ўлчами нанометр бирлиги бўйича (10^-2м) даражасини англатади. Бунда сўз 100нм дан кичик, атом диаметри ўртача 500 эквивалент ўлчамли элемент структуралари ҳақида боради. Шу материалларга яна бир мисол углеродли нанотрубкалардир. 3.9 бўлимда муфассал кўриб чиқилади. Келажакда албатта нанотехнология материалларининг афзалликларини аниқлашга муваффақ бўламиз.
Келтирилган моддаларда айрим физик кимёвий хоссалар зарра ҳажми атом ўлчамига яқинлашгани каби сезиларли даражада ўзгаради. Масалан, макроскопик соҳадаги хира материаллар нанодаражада шаффоф бўлиши мумкин, айрим қаттиқ зарралар суюқликка ўзгариши, кимёвий турғун материаллар ёнувчан бўлиши, шунингдек, электр изоляторлар ўтказгичларга айланиши мумкин. Бундан ташқари, таркиб нано ўлчам доирасидаги ҳажмга боғлиқ бўлиши мумкин. Ушбу кўринишларнинг айримлари квант механикасидан келиб чиққан бошқалари эса сирт ходисалари – атомлар нисбатига боғлиқ, юза қисмларда жойлашган зарралар кескин ошади, ўлчами эса камаяди.
Ушбу ноёб ва ғаройиб таркиблар сабабли наноматериаллар электрон, биотиббиёт, спорт, энергия ишлаб чиқариш ва бошқа саноат сохаларида ўз ўрнига эга ва кенг фойдаланилади. Уларнинг айримлари қуйида муҳокама қилинади:

• 
  Автомобил катализаторлари (муҳим материаллар);
  
• 
  Нанокарбон – флуренилар, углеродли нанонайчалар ва графен;
  
• 
  Автомобил шиналари учун арматура сифатида қурум зарралар;
  
• 
  Нанокомпозитлар;
  
• 
  Қаттиқ дисклар учун фойдаланиладиган магнит нано ўлчамли доналар;
  
• 
  Магнит ленталарда маълумотларни сақловчи магнит зарралар.
  

Ҳар доим янги материал ишлаб чиқилганда унинг инсонлар ва ҳайвонларга нисбатан зарарли, токсик таъсир ўтказиш салоҳиятини ҳисобга олиш лозим. Майда нонозарралар ҳажмий майдонга нисбатан ҳаддан ташқари, катта сиртга эга бу ўз навбатида юқори реактивлик қобилиятини юзага келтиради. Наноматериаллар хавфсизлиги нисбатан ўрганилмаган бўлсада, маълум таҳдидлар мавжуд яъни улар нисбатан юқори тезликда тери орқали организмга, ўпкага ва ошвозон ичак йўлларига сўрилиши мумкин ва баъзида улар етарли миқдорда мавжуд бўлса, ДНК ни зарарлайди ёки ўпка саратонини юзага келтиради ва саломатлик учун хавф туғдиради.