O`zbеkistоnrеspublikаsi оliy vа o`rtа mахsus tа`lim vаzirligi islоm kаrimоv nоmidаgi toshkеnt dаvlаt tехnikа unеvirsitеti tеrmiz filаli

Нанотехнология ва иқтисод.
Сўнгги йилларда иқтисоднинг реал сектори томонидан илм ва фан дунёсининг фундаментал изланишларидан нанотехнология ютуқларини амалда қўллашга ўтиляпти. Россияда 2010-йилгача нанотехнологияларни ривожлантириш мақсадида яратилган Федерал Дастур томонидан 30 млрд. рубль ажратилди. Россия ва МДҲ давлатлари бўйлаб наноашёлар яратиш технологияларига ҳаражатнинг умумий кўлами 10 млрд. АҚШ $. ташкил қилади.
«Оврўпа кенгаши» мамлакатларида бўлса, наноашёларни ва нанотехнологиялари бозори кўлами 2,5 млрд. еврони ташкил қилади.
2010-йилга келиб мутахасислар башоратига кўра бу йўналишга сарфланадиган маблағ 100 млрд. еврони ташкил қилади.
Оддий қиздириш (накаливание) чироқлари ўрнига сариқ ёки кўк светодиодлар қўлланиши, электр қувватини 5-7 марта тежайди. Бу каби ёруғлик манбаиларига ўтилса, бир йиллик тежалган электр қувват эвазига 30 йил янги электр қуввати станцияларини қурмаслик мумкин.
Иссиқлик ўтказиш коэффитценти катта ва таркибида темир нанозаррачалари бўлган суюқликларни замонавий совутиш системаларида, иссиқликни тез ўтказувчи ашёлар сифатида қўллаш мумкин.
Нанотузулишлардан ишланган қопламалар қуёш нурлари остида ўз–ўзини «тозалаш» хусусиятига эга. Келажакда бу каби технологиялар асосида ўзини ўзи тозалайдиган қурилиш ашёларини яратишга имкон бор. Қурилиш соҳасида нанотехнологиялар ривожланиш кўламларини аниқлаш мақсадида уларни қурилиш ашёларига нанотехнологиялар киритишнинг иқтисодий самарадорлиги қуйидагича.
Бундай баҳолашга ўтишдан олдин, нанотехнологияларга доир умумий тушунчаларни яна бир бор аниқлаштириб чиқсак. Айрим олимлар дастлабки ҳом ашёни узоқ вақт давомида механик усулда туйишга – нанотузилма олишга қарагандай қарайди. Лекин электрон–микроскопик тадқиқотлар шуни кўрсатадики, механик туйишнинг чегаралари бўлиб, туйилган кукун модда заррачалари бир дақиқанинг ўзида бир-бирига ёпишади ва ҳатто ҳаводаги намлик ҳисобидан кимёвий реакцияга киришади.
Наномодификатор билан ўзаро ёпишиб қолган нанотузулмаланган сув, фуллероид ҳом ашёлар асосида, цемент қоришмаси ёпишқоқлигини 1,4-1,7 марта камайишига олиб келади. Наномодификатор қоришмасида қотиш жараёни бошланиб, 50-55 дақиқа ўтгач, унинг ёпишқоқлиги тубдан ошиши кузатилади.
Ўзаро ёпишиб қолган наномодификациялашган (нано-воситасида хоссаларини ўзгариши) цемент қоришмасини ёпишқоқлик кўрсаткичи аввалига ўзгармайди, кейин қотиш жараёни тезлашади.
Электр, магнит ва электромагнит ёки узунасига берилган электромагнит майдони сув кавитациясини генератор нурланиши орқали ёки бошқа усуллар билан сув тузулишига таьсир кўрсатиши катта қизиқиш уйғотмоқда.
Бундай фаолллаштирилган сувнинг бетон мустаҳкамлигига таьсири тўғрисидаги тадқиқотлар натижаларини жамласак, оддий сувга қараганда, фаоллаштирилган сув бетонни сиқилишга бўлган мустаҳкамлигини 30-35% га ва кўпикбетонни 50% га оширади.
Бу янги қурилаётган бинонинг умумий оғирлигини ва пойдеворга бўлган босимни 10-20% камайтиришга имкон беради.
Шу қаторда фаоллаштирилган сув устида олиб борилаётган тадқиқотлар шуни кўрсатдики, у орқали бетоннинг қотиш даври қисқаради.
Яқин келажакда бир неча турдаги наномаҳсулотларни ўзаро қўшиб ишлатиш қўлланилади. Бу борадаги изланишлар бизга кўпгина хоссалари ноёб бўлган ашёларни ишлаб чиқаришда қўл келади.
Иқтисодий томондан етарлича маьлумот йўқлиги сабаб, фақат бетонларга доир қисқача баҳо бериш мумкин. 2 ёки 3 қаватли биноларда цемент ҳаражати 1 м2 га 140 кг атрофида. 22 қаватли бинолар учун эса 1 м2 га 400 кг ни ташкил қилади. Фаоллаштирилган сувнинг ишлатилиши, цементни 10% га тежашга имкон беради.
Ҳозирги кунда дунё бозорида нанонайчалар баҳоси 1 $(АҚШ)/грамм. Цемент баҳоси 100 $(АҚШ)/тонна.
Ҳисоб китоблар шуни кўрсатаяпдики, фаоллаштирилган сув қўлланиши иқтисодий томондан оқланган. Чунки бундай сув ишлатилганда 2-3 қаватли биноларга цемент ҳаражати 1.4$(АҚШ)/м2 ва 22 қаватли биноларда 4$(АҚШ)/м2 дан ортмайди.
Лекин қурилиш соҳасига нисбатан илғор саналган электр жиҳозлар, тиббиёт ва бошқа соҳаларда нанотехнологиялар қўлланишига назар ташласак, қурилишдаги ютуқлар унча баланд савияда эмаслигини кўрамиз.
Нанонайчаларнинг энг кам баҳоси 1$(АҚШ)/грамм бўлганида, уни қоришманинг умумий оғирлигидан 0.05% қўшилади. Бунда қурилиш баҳоси қимматлашади. Лекин айрим биноларда нанонайчалар ёрдамида уларни умумий оғирлигини камайиши кузатилади.
Олинган натижалар нанонайчаларни қимматлигидан далолат бергани учун, келажакда нанонайчалар ва умуман нанотехнологияларини ишлаб чиқаришнинг иқтисодий томондан самарали усуллари уйлаб чиқилиши кераклигини тақозо этяпти.
Механик усулда фаоллашган суперпластификатор С-3ни қуруқ қоришманинг цемент оғирлидан 0.5% ва 0.88% ларда ишлатилиши, сиқилишга бўлган мустаҳкамликни 30% га ва эгилувчанлигини 43% гача кўтаради.
Нанонайчаларнинг ҳом ашёларга 0.05% миқдорида қўшиш мустаҳкамликни 2 марта оширади. Бетонга қўшиладиган нанонайчалар миқдорини 3% гача кўпайтирсак унча сезиларли ўзгаришлар юз бермайди. Ундан ташқари тадқиқот натижалари қоришма ҳароратига, сувнинг умумий хоссаларига ва бошқа хусусиятларга боғлиқ. Масалан, ҳар хил миқдордаги туз ва бошқа минераллар миқдори бўлган оддий сувни ишлатилиш умуман қониқарсиз натижаларга олиб келади.
Энг сифатли сопол ашёлар олишда нанотехнологияни қўллаш энг катта самара беради.
Сифатли шаффоф сопол одатда куб шаклидаги кристалли тузулмаларга эга бўлган моддалардан ҳосил бўлади. У икки томонлама нур синиши сабабли, нур тарқалиши камаяди.
Сифатли шаффоф сопол олишда, заррачалар хаддан зиёд катталашиб кетмаслиги учун, нанокукунни пиширилиши паст ҳароратларда олиб борилиши керак. Ҳосил бўлган кукундан намликдаги зичлиги 60-63% ни ташкил қилган тугмачалар олинади, уларнинг ўлчамлари 50 нм дан ошмайди. Кейин тугмачаларни 1400 градусда зичлаш жараёнида пишириб олинади. Натижада шаффоф тугмача заррачалар ҳосил бўлади. Уларнинг якуний зичлиги 98% бўлиб, ўртача 400 нм узунликда бўлади.
Ўлчамлари 4-10 нм бўлган заррачани ноорганик боғловчилар билан қўшиб ғоваклиги 60-65% бўлган енгил шаффоф сопол олиш мумкин (одатий технологияларда бу кўрсаткич 40-42% дан ошмайди). Бу эса юқори сифатли серғовак фильтр сопол буюмлар олиш имкониятини беради.
Уларни саноат қувурларида қуйқа (суспензия) ва кран сувини тозалашда қўллаш мумкин. Ундан ташқари нанокукунли ноорганик боғловчилар билан олинган зич сопол буюмларни пишириш ҳароратини 1700 градусдан 1400 градусгача пасайтириш мумкин. Мисол учун нанозаррача даражасидаги алюмин оксидини (Al2O3) ноорганик боғловчиларга 2-4% миқдорида қўшилса қоришмани нам ҳолатдаги ёйилувчанлиги, майин қолипланиши тубдан ўзгаради, натижада мураккаб шаклдаги сопол ашёларни олишга имкон туғилади.