Бақылау сұрақтары
«Нанотехнология» және «наноматериалдар» түсініктеріне анықтама беріңдер.
Нанотехнологияның пән аралықтығы бағыт ретінде неде және ғылыми-техникалық өрлеуде қандай маңызы бар?
Нанотехнологияның және наноматериалдардың басты бағыттарын айтып беріңіздер.
Наноматериалдардың негізгі түрлерін сипаттап беріңіз.
Наноматериалдар қандай дән (қабаттар, қосулар, қуыстар) өлшемдерімен сипатталады?
Кластерлер, нанобөлшектер және наноұнтақтардың ұқсастығы мен айырмашылығы неде?
Наноматериалдарды қандай топтараға бөледі?
Наноматериалдардың негізіг қандай құрылым түрлерін білесіз?
Наноматериалдардың көлем мен өлшем бойынша қандай жіктеулері бар?
Наноматериалдардың қасиеттері қандай мәселеге байланысты болады?
Наноқұрылымдық материалдардың физика – механикалық қасиеттеріне қандай қасиеттер жатады?
Наноматериалдар мен нанотехнологиялардың пайдаланудың қандай аймақтары бар?
Көміртекті нанотүтікше деген не және олардын қандай түрлері болады?
Көміртекті нанотүтікшелер қандай әдістермен алынады?
Нанотүтікшелерді қай салада қолдану мүмкіндіктері бар?
Наноматериалдар мен нанотехнологиялар қай жереде қолданады?
2. Кванттық механиканың материалтанудағы рөлі
2.1 Кванттық механика және оның материалтанудың қалыптасудағы орны
XX ғасырдың басында бір қатар принциптi ғылыми жаңалықтар ашылды. Олар Ньютон заңдарына негiзделген классикалық физика, микроәлемнiң, демек атомдардың, молекулалардың, элементар бөлшектердің, сондай ақ, жарық жылдамдықпен салыстырылғанда үлкен жылдамдықпен өтетін құбылыстарды түсіндіре алмады. Бұл жаңа жаңалықтар негізінде жаңа физика пайда болды - кванттық механика және салыстырмалық теориясы, олардың заңдары классикалық физика заңдарына қарағанда ортағырақ екендігін көрсетті. Классикалық физика кванттық механика және салыстырмалылық теориясына қарағанда дербес жағдайы екендігі анықталды. Кванттық механика және салыстырмалылық теориясының дүниеге келуі классикалық физика нақты қолданыс шекараларына ие, яғни (жарықтың жылдамдығымен салыстырғанда) кіші жылдамдықтармен қозғалатын макроскопиялық денелер үшiн оның заңдары тура екендігін көрсеттi. Кез келген материал атомдар және молекулалардан тұратын болғандықтан, ал оларда өз кезегiнде микробөлшектерден - қасиеттері және тәртіптері тек ғана кванттық физиканың заңдарымен анықталатын электрондардан, протондардан, нейтрондардан тұрады, кванттық физиканың заңдары кез келген материалдардың құрылысын зерттеу үшiн iрге болып табылады. Олар атомдардың құрылысын анықтауға, молекулалардағы химиялық байланыстың табиғатын орнатуға, Д.И.Менделеевтiң элементтердiң периодты жүйесiн түсiндiруге, әртүрлi материалдардың қасиеттері мен құрылысын орнатуға мүмкiндiк бередi.
Кванттық физика көптеген қатты заттардың құрылысын және қасиеттерін мысалы: металлдардың, диэлектриктердің, жартылай өткiзгiштердің қасиеттерін түсiнуге мүмкiндiк бердi. Кванттық механика сондай ақ микроәлемде мүлде жаңа классикалық физика көз қарасынан мүмкін емес заңдар мен құбылыстар үстемдік етеді, оларға классикалық физикада ұқсастықты табу өте қиын. Мұндай жаңа iргелi кванттық механикалық құбылыстарының санына корпускулярлық толқындық дуализм, атап айтқанда электрондардың, протондардың, нейтрондардың, электрондардың атомдағы энергетикалық күйлерiнiң дискреттiгі, микробөлшектердың спині жатады. Бұл көптеген материалдардың құпияларын іс жүзінде қолдануға мүмкіндік берді. Бүгiнгi күнге кванттық механикалық тәсілі құрамдардың және материалдардың қасиеттерiн түсіндіруге ғана емес, олар болжауға да өте толық және дәл мүмкiндiк беретiндiгiнен, материал танудың мәселелерiн шешуге жалғыз ғана дұрыс және ғылыми жетістік болып табылды.
Достарыңызбен бөлісу: |