Nanomaterial

NANOMATERIAL
Reja:
1. Kompozitlar va nanostrukturala haqida umumiy tushinchalar
2. Polimer nanotolalar olishda elektrospinning usuli
3. Nanotolali noto‘qima materiallarning olinishi va istiqbollari

Umuman olganda polimer kompozitlar va nanotizimlar maxsus fizik xossalarga va tavsiflarga ega bo’gan materiallardir. Ularning xossalarini bevosuta materiallarni shakllantirish sharoiti va tarkibini tanlash hamda maxsus fizik modifikatsiyalar asosida boshqarish mumkin. Hozirgi zamon texnikasi va texnologiyalari

Insoniyat ehtiyojining doimiy tarzda yangi materiallar yaratishga qaratilishi, keyingi 10 ‑ 15 yillar davomida dunyoning etakchi mamlakatlari qatorida O‘zbekistonda ham nanofanlar va nanotexnologiyalarga asos solinishiga olib keldi. Bu sohada muhim ustivor va istiqbolli yo‘nalishlaridan biri nanostrukturali polimer materiallar yaratishning fundamental muammolarni echish bo‘lib, bu borada tabiiy polimerlar asosida nanotolalarni elektrospinning usulida olishning qonuniyatlarini belgilash o‘ta dolzarb vazifalardan hisoblanadi.
Hozirda mamlakatimizda dastlabki elektrospinning qurilmasi yig‘ilgan bo‘lib, unda nanotola olish jarayoni yuqori elektr kuchlanishi ta’sirida polimer eritmasi yoki aralashmasini ingichka oqim etib tortish orqali makromolekulalarni orientatsion struktura hosil qilishiga asoslangandir. Maxsus xossali nanotolalarni shakllantirish polimerning molekulyar tuzilishi, eritma yoki aralashmasining xususiyatlariga bog‘liq tarzda elektrospinning jarayonining termodinamik, reologik, elektrofizik va kinetik qonuniyatlarini o‘rganishni talab etadi. SHuningdek, shakllantirilgan nanotolalarni noyob maxsus xossalari tadqiq qilish va ularni elekstrospinning jarayoniga bog‘liqlik qonuniyatlarini o‘rganish hamda boshqarish imkoniyatlari aniqlash ham muhim fundamental va amaliy ahamiyat kasb etmoqda.

1. Kompozitlar va nanostrukturala haqida umumiy tushinchalar

Nanostrukturalar, jumladan, nanotolalar diametri o‘lchami nanometrlarda va uzunligi esa diametriga nisbatan bir necha tartibga katta bo‘lgan strukturadir. Bunday strukturalarni mavjudligi elektron va ultramikroskoplar yordamida aniqlanadi. Kompozitlar va nanostrukturali materiallar tabiiy va sintetik polimerlar, oligomerlar, metallar, turli aralashma va birikmalar asosida olinishi mumkin.

Kompozitsion materiallar nanotolalar asosida ham olinishi mumkin. Noyob tavsifli materiallar hisoblanadigan natolalarning olinishi sanoatda ishlab chiqarilayotgan mikrotolalardan farq qiladi, ya’ni olinadigan tolaning diametri nanoo‘lchamlarda bo‘lishi talab etiladi. Shu bois tola shakllantirish jihozlari, jumladan, filera va tola hosil qilish rejimi tanlab olinadi. Nanotolalarni bir nechta turlari mavjud bo‘lib, shartli ravishda ikki guruhga bo‘lanadi: kimyoviy va fizikaviy.
Kimyoviy usul – bu kimyoviy sintez natijasida nanotolalar hosil bo‘lishi bo‘lib, unga misol sifatida Pensilvani unisersiteti (AQSh) tadqiqotchisi Pratik Mankidi tajribasini keltirish mumkin. Bugungi kunda noyob kashfiyot deb qaralayotgan ushbu usul superelimning sirtdan nanotolalar unib chiqishiga asoslangandir (1.1-rasm). Bunda nanotolalarni sintez bo‘lishiga sabab sianoakrilat asosidagi elim sirtida barmoq izlarini qoldirilishi (a), aniqro-i barmoq izlari orasida qoldirilgan tuzlar ta’sirida polimerlanish jarayonini amalga oshishidir. Muhimi, polimerlanish natijasida silindrik ko‘rinishga ega bo‘lgan nanoo‘lchamli tolalar (b) qosil bo‘lishidir.



a b
1.1 – rasm. Elim sirtidagi barmoq izlari mikrofotografiyasi (a) va undan unib chiqqan nanotolalalar.

Shuningdek, polimer nanotolalar olishning yana bir kimyoviy texnologiyasi koreyaning Hyosung kompaniyasi tomonidan amalga oshirilgan. Bu antibakterial ip deb yuritiladigan nanotolalar bo‘lib, tarkibida kumush bo‘lgan poliamid asosida olinadi va Mipan Nano-Magic Silver nomi bilan ishlab chiqariladi.

Bu kabi murakkab tarkibli antibakterial nanotolalar polimer-polimer aralashmalari asosida ishlab chiqarilayapti. Masalan, xitozanni turli tabiiy va sintetik tolalar aralashmalari asosida Crabyon rusumli nanotolalari Pozzi Electa kompaniyasi va Maytech Chitosante rusumli nanotolalari BeBe Cotton Knitting Co Ltd kompaniyasi tomonidan ishlab chiqarishi yo‘lga qo‘yilgan.
Xitozan biopolimeri hozirda ko‘p qatlamli uglerodli nanonaychalar ishlab chiqarishda ham keng qo‘llanilayapti. Bu usul xitoyning Hong Kong Polytechnic University va Shanghai Institute of Materia Medica ilmiy markazlari olimlari tomonidan ishlab chiqilgan bo‘lib, uglerodli nanonaychalar sirtiga xitozanni nokovalent tarzda modifikatsiyalashga asoslangandir (1.2, a, b- rasm).

1.2,a-rasm. Ko‘p qatlamli nanonaychani xitozan bilan qoplash chizmasi: 1 bosqich; 2- bosqich; 3-bosqich.	1.2,b-rasm. Ko‘p qatlamli nanonaycha dastlabki (