ნანოტექნოლოგია

მინიატურიზაციის თანამედროვე ტენდენციებმა აჩვენა, რომ ნივთიერებას შეიძლება ჰქონდეს სრულიად განსხვავებული თვისებები, თუ მის უმცირეს ნაწილაკებთან გვაქვს საქმე. ნაწილაკებს ზომით 1 დან 100 ნანომეტრამდე(10¯9 მეტრი)ნანონაწილაკებს უწოდებენ. აღმოჩნდა, რომ ზოგიერთი ნივთიერების ნანონაწილაკებს აქვთ განსაკუთრებული კატალიზატორული და ადსორბციული(შეწოვა) თვისებები.
  სხვებს განსაკუთრებული ოპტიკური თვისებები, მათი უთხელესი ფენებით მზადდება მზის ბატარეები. დაბალი ეფექტურობის მიუხედავდ, ასეთი ენერგიის წყაროს დამზადება უფრო იაფია და ის შეიძლება იყოს ელასტიურიც. ნანონაწილაკები ურთიერთქმედებენ ასეთივეზომის ბუნებრივ ნაწილაკებთან – ცილებთან, ნუკლეინურ მჟავებთან და სხვა. კარგად გასუფთავებულ ნანონაწილაკებს შეუძლიათ თვითმოწყობა გარკვეულ სტრუქტურებად. ასეთი სტრუქტურა შეიცავს მკაცრად ორიენტირებულ ნანონაწილაკებს, რაც მას განსაკუთრებულ თვისებებს სძენს.
  ნანოებიექტები იყოფიან 3 ძირითად კლასად: სამ განზომილებიანი ნაწილაკები, მათ იღებენ გამტარის მაღალი ამპერაჟის დენით აფეთქებით, პლაზმური სინთეზითა და სხვა. ორ განზომილებიანი ობიექტები – აფსკი, რომელიც მოლეკულური ფენების დალექვით მიიღება, იონური დალექვა და სხვა. ერთგანზომილებიანი ობიექტები – ვისკერები, მათი მიღება ხდება მოლეკულების დალექვით სპეციალურ ცილინდრულ მიკროფორებში. არსებობენ აგრეთვე ნანოკომპოზიტები – ისინი ნივთიერების რაიმე სახის მატრიცებში შეყვანით მიიღება. ამჟამად ფართო გამოყენება ჰპოვა მიკროლითოგრაფიამ, ის საშუალებასიძლევა მატრიცების ზედაპირზე მივიღოთ 50 ნანომეტრის ზომის ნივთიერებათა ერთმანეთისგან გამოყოფილი ნაწილაკები, ეს მეთოდი ძირითადათ ელექტროტექნიკაში გამოიყენება. სხვა ცნობილი მეთოდები კი მეცნიერული კვლევებისთვისაა განკუთვნილი. განსაკუთრებულად აღსანიშნავია იონურმოლეკულური დალექვა, ამ ხერხით შესაძლებელი გახდა რეალური მონო ფენების მიღება – მასში ერთ ფენადაა განლაგებული რაიმე ნივთიერების მოლეკულები, ატომები ან უჯრედები.
განსაკუთრებულ კლასს მიეკუთვნებიან როგორც ხელოვნური ასევე ბუნებრივი წარმოშობის ორგანული ნანონაწილაკებიც.
 მასალები, შექმნილი ნანოტექნოლოგიის საფუძველზე, მათი შემადგენელის მიკროსკოპული ზომებიდან გამომდინარე უნიკალური თვისებებით:
  ნახშირბადის ნანომილები — წაგრძელებული ცილინდრული სტრუქტურები ერთიდან ათეულობით ნანომეტრი ზომით და რამდენიმე სანტიმეტრის სიგრძით. ისინი შედგებიან ერთი ან რამდენიმე, ერთმანეთში ჩახვეული ჰექსაგონალური გრაფიტების სიბრტყეებისგან(გრაფენი), დაბოლოებული ნახევრად სფერული თავებით.
  (c60) ფულერენები — მოლეკულური ნაერთები, რომლებიც ნახშირბადის ალოტროპული ფორმების კლასს ეკუთვნიან(ალმასი, კარბინი და გრაფიტი), ფორმით ამობურცული, შეკრული მრავალკუთხედები, შემდგარნი ლუწი რიცხვის, სამად კოორდინირებული ნახშირბადის ატომებისგან(ფულერენები კოსმოსში).
  (გრაფენის იდეალური კრისტალური მესერი) გრაფენი — ნახშირბადის ატომების მონო ფენა(ერთი ფენა), მიიღეს2004 წელს მანჩესტერის უნივერსიტეტში. მისი გამოყენება შესაძლებელია აზოტის ორჟანგის დეტექტორად, რომელიც ამ ნივთიერების ერთეულ მოლეკულებსაც კი აფიქსირებს. ეს ნახევრად ლითონი ძალიან აქტიურია ოთახის ტემპერატურაზე, ის განიხილება პერსპექტიულ მასალად, რომელიც ინტეგრალურ მიკროსქემებში სილიციუმს შეცვლის.
 ნანოკრისტალები — ერთეული ერთგვაროვანი კრისტალი, აქვს უწყვეტი კრისტალური მესერი, ახასიათებს ანიზოტროპული თვისებები. სილიციუმის ასეთი კრისტალი შეუცვლელი ელემენტია თანამედროვე ელექტროტექნიკაში.
  (2,5 კგ. აგური დევს 2,38 გრამიან გამჭვირვალე აეროგელზე) აეროგელი — მასალა, რომელიც წარმოადგენს გელს, მასში თხევადი ფაზა მთლიანად შეცვლილია გაზურით. ასეთ მასალას აქვს რეკორდულად დაბალი სიმკვრივე და უნიკალური თვისებები: სიმყარე, გამჭვირვალობა, სითბომედეგობა, უკიდურესად დაბალი თბოგამტარობა. გავრცელებულია ამორფული სილიციუმის დიოქსიდის, თიხამიწების და ასევე ქრომისა და კალას ოქსიდების საფუძველზე შექმნილი აეროგელები. 1990 წელს მიღებულ იქნა გელები ნახშირბადის საფუძველზეც.
 ნანოაკუმულატორები — 2005 წლის დასაწყისში კომპანიამ სახელად ალტაირ ნანოტეჰნოლოჯი(ა.შ.შ.) გამოაცხადა, რომ შექმნა ინოვაციური ნანოტექნოლოგური მასალა, ლითიუმ-იონური აკუმულატორებისთვის. აკუმულატორები 10-15 წუთში იტენება .
  თვითმწმენდი ზედაპირები დაფუძნებული ლოტოსის ეფექტზე. ეს არის ზედაპირის უკიდურესად ძნელად დასველების თვისება, რომელიც ახასიათებს ლოტოსის ფოთოლებსა და ზოგიერთი სხვა მცენარეების ფოთლებსაც. ასეთ ზედაპირზე მოძრაობის დროს წყლის წვეთები არ ასველებენ მას და თან იყოლებენ ამავე ზედაპირზე მოხვედრილ მტვრის ნაწილაკებს.
 ნანონაწილაკებს აქვთ ერთი თვისება, რომელიც ხელს უშლის მათ გამოყენებას. ნაწილაკებს შეუძლიათ წარმოქმნან აგლომერატები, ანუ ეწებებიან ერთმანეთს. იმისათვის, რომ ნანონაწილაკები მომავლის ტექნოლოგიების უმნიშვნელოვანეს ნაწილად იქცეს საჭიროა ამ პრობლემის გადაჭრა. ერთ-ერთი გზაა დისპერსანტების გამოყენება – ასეთებია ამონიუმის ციტრატი(წყალხსნარი), იმიდაზოლინი, წყალში უხსნადი სპირტები. მათ დაუმატებენ არეებში, რომლებიც ნანონაწილაკებს შეიცავენ.

Show Comments Hide Comments

კომენტარის დატოვება

თქვენი ელფოსტის მისამართი გამოქვეყნებული არ იყო. აუცილებელი ველები მონიშნულია *