Нанотехнология негіздері оқу құралы Алматы
Наноғылымның негізгі түсініктері мен анықтамалары
жүктеу/скачать 3,32 Mb.
|
treatise34956
| 1.2 Наноғылымның негізгі түсініктері мен анықтамалары
Нано- қосымшасы (грек тілінен NANNOΣ - карлик, гном) миллиардтан бірі (10-9) дегенді білдіреді. Нанотехнология сипаттамалық өлшемі метрдің миллиардтай үлесіндей болатын әртүрлі құрылымдармен жұмыс істейді. Әдебиеттерде нанотехнологияның әртүрлі анықтамалары кездеседі. Мысалы: Нанотехнология – «алу жолдарының әдістері мен тәсілдері, шикізатты, материалды, жартылай дайындалған өнімдерді немесе бұйымдарды өңдеу немесе қайта өңдеу бірлестігі...» (Росс. энц. сөздік), олардың сипаттамалық өлшемдері немесе дайындау туралығы 100 нм шамасындай немесе одан төмен шаманы құрайды. Нанотехнология – материалдарды синтездеу, құрастыру, құрылым- және пішінтүзу, жою, түсіру және түрлендіру әдістері мен тәсілдердің бірлестігі, білім, икем, шеберлік жүйесін қоса, аппараттық, материалтанулық, метрологиялық, процессті ақпаратпен қамтамасыз ету және наномасштабты факторлардың көрсетуімен жаңа қасиеттері бар жүйелер және материалдар жасауға жіберілген технологиялық операциялар. Нанодиагностика–наноматериалдар мен наножүйелердің құрылымдық, морфолого-топологиялық, механикалық, электрофизикалық, оптикалық, биологиялық сипаттамаларын зерттеуге жіберілген мамандандырылған зерттеу істерінің бірлестігі, заттың наномөлшерлік анализі, нанометрлік дәлдікпен метрикалық параметрлерді өлшеу. Наножүйетехника – үлгілеу, жобалау және әртүрлі функционалды міндеттелген бұйымдарды құрастыру, сонымен қатар кванттық-өлшемді, кооперативті-синергетикалық алып эффектілі және элементтің нанометрлік сипаттамалық өлшемі бар материалдық объектілер жағдайында байқалатын басқа құбылыстар мен процестердің наноматериалдарды, микро- және наножүйелерді құрастыру білестігі. Соңғы кездері «нанотехнология» термині өте танымал болып отыр. Ол әркелкі ұсыныстар мен тәсілдерді біріктіреді. Бұл жаңа ғылымның атауы технология түсінігіне «нано» қосымшасының жалғануы арқылы шығып отыр, және бұл қосымша өлшемнің 10-9 (миллиард) есе, яғни 1 нм = 10-9 м, миллион миллиметрдің бірі дегенді білдіреді (1 нм адам баласының шашынан 100 есеге жұқарақ). Нанотехнологияға сипаттамалық ұзындығы 1-ден 100 нм дейінгі объектілер мен үдерістерді жатқызады. Жартылайөткізгіш және компьютерлік техникада кеңінен қолданылатын ҮИС (үлкен интегралды схемаларда) минималды элементтер наносаласының жоғарғы шегіне жатады. Енді бір себептен, көптеген вирустардың өлшемі 10 нм, ал ақуыздық молекулалардың сипаттамалық өлшемі 1 нм екендігі айтарлықтай қызық (әсіресе, әйгілі қос шиыршықты ДНК молекуласының радиусы 1 нм тең). 1.1 кестеде 10 метрден 1 ангстремға дейін кейбір табиғи және жасанды жаратылыстардың өлшемі көрсетілген. 1 ангстрем (1А = 10-10м) 10 есе нанометрдан кіші және ең кіші атомдардың диаметріне тең келеді (сутегі атомы). 1.1 кесте Қоршаған ортадағы наноөлшемді объектілердің орны Сонымен, нанотехнология атомдар мен молекулалармен тікелей байланысқан техникалық үдірістерді өзара байланыстырып отыр. Сол себептен нанотехнология медицинада, биология және басқа да салаларда қолданылатын жаңа құрастырылымдық материалдарды, жартылайөткізгіш аспаптарды, мағлұматтарды жазатын құрылғыларды және т.б. алуға болатын перспективті бағытболып табылады. Жалпы түрде нанотехнологияны қолданудың бүкіл даму көлемін және мүмкіндігін бағалау мен елестету, бүгінгі күні өте қиын екендігін ерекше айта кетейік.Егер үшөлшемді наноқұрылымның өлшемдерінің тек бір ғана бағыты нанометр шамасындай болса, онда мұндай құрылым кванттық құдықдеп аталады. Оның электрондық құрылымы екі бағыты да нанометр шамасындай болатын наносым деп аталатын нұсқалардан ерекшеленеді. Кванттық нүктелердіңөлшемдері барлық үш бағытта да нанометр шамасын құрайды. Электрондық қасиеттердің өлшемнен тәуелділігі нанонұсқалардың және олардың тербелістік қасиеттерінің оптикалық сипаттамаларының елеулі өзгерісіне әкеледі. Наножүйе – нанометрлік сипаттық өлшемді элементтермен өзара байланысқан, реттелген немесе өздігінен реттелген күйдегі материалдық объект, олардың қауымдастығы объектте жаңа қасиеттердің пайда болуын қамтамасыз етеді, бұл қасиеттер наномөлшерлі факторладың әсер етуімен байланысты болатын квантты-өлшемді, синергетикалы-кооперативті, «алып» эффекті және басқа құбылыстар мен үдірістер түрінде білдіріледі. Наномөлшерлі факторлардың көрсетілуімен анықталатын, бұрында белгісіз болған механикалық, химиялық, электрофизикалық, оптикалық, теплофизикалық және басқа қасиеттер бірлестігін, материалдар мен жүйелерде пайда болуын қамтамасыз ететін наноөлшемді элементтерді қауымдастыру кезіндегі ерекше болатын физикалық және (немесе) химиялық әрекеттесулердің және нанометрлік сипаттамалық өлшемді негізгі элементтердің жасанды және табиғи реттелген немесе реттелмеген жүйені білдіретін заттар мен композициялы заттарды – Наноматериалдар деп атайды. жүктеу/скачать 3,32 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|