Нанотехнологиялар
жүктеу/скачать 4,68 Mb. Pdf көрінісі
|
НАНОТЕХНОЛОГИЯЛАР
| Бірқабатты көміртекті
нанотүтікшелер 1991 жылы Жапонияның Цукуб қаласында орналасқан NЕС компаниясының Іргелі зерттеулер зертханасының қызметкері Сумио Ииджима (8и т іо Іу іт а ) алғаш болып доғалы разрядтағы катодтың көміртекті өзегінде күйе құрамынан көміртекті нанотүтікшелерді (сагЬоп папоШЬез) тапты. Бөлу қабілеті жоғары электронды микроскоптың көмегімен алынған суреттерде көпқабатты көміртекті түтікшелер немесе КҚНТ (тиШ-тоаІІегі сагЬоп папоШЬез - М Ж ЭТ) табылды. Олардың шеттері дөңгеленген және фуллерендерге өте ұқсас екендіктері анықталды. Бірақ фуллерендермен салыстырғанда, көпқабатты көміртекті нанотүтікшелер молекулярлы деңгейде кемшіліксіз құрылымға ие болған жоқ. 1993 жылы Сумио Ииджима және Тошинари Ичихаши (Тозһіпагі Ісһіһазһі) Жапонияда, сонымен қатар Дональд С. Бетун ф о п аЫ 8 . Веіһипе) Калифорния штатының (АҚШ) Сан-Хосе қаласындағы А ль маден ғылыми-зерттеу орталығының қызметкерлерімен бірлесіп ша- мамен бір уақытта бірқабатты көміртекті нанотүтікшелерді немесе БҚНТ (зіпдІе-тоаІІегі сагЬоп папоШЬез - 8Ж Э Т) ашты. Ғалымдардың екі тобы да доғалы разрядтың анодындағы темірдің, никельдің және кобальттың әрекетін және камера қабырғаларындағы күйедегі С60 фуллеренінің түзілуін сипаттады. Ж ЭМ (Ігапзтіззіоп е1ес!гоп тісгозсоре - ТЕМ) жарықтандырғыш электронды микроскоптың көмегімен, ғалымдар күйенің шамамен бірдей диаметрлі көптеген бірқабатты көміртекті нанотүтікшелерден тұратындығын анықтады. Сонымен қатар, күйеден көпқабатты көміртекті нанотүтікшелер де табылды. М ыңдаған ғалымдар мен инженерлер әлі күнге дейін фуллерендердің түзілу құпиясын ашуға тырысып, оны көп мөлшерде генерациялау тәсілдерін және аса таза түрде табуға ұмтылып, со- нымен қоса, олардың қасиеттерін зерттеуде. 1.7-суретте көміртекті нанотүтікшелердің құрылуының сызбанұсқасы келтірілген. 1.7-сурет. Көміртекті нанотүтікшелердің симметриялы құрылымы бар Нанотүтікшелер ұзындықтарына байланысты мыңнан миллионға дейінгі көміртегі атомдарынан тұрады. Өздерінің құрылымдарына байланысты олар мыс сияқты электр тоғын толықтай өткізетін және кремний сияқты жартылай өткізетін де бола алады. Олар жылу- ды азмас сияқты өте жақсы өткізеді. Алмас көміртегі атомдарынан тұратындықтан химиктер олардың және басқа заттардың атомдарының арасында байланыс жасай алады. Осы қабілетінінің арқасында фул- лерендер мен нанотүтікшелерді биологиялық жүйелерде және ком- позиттерде жаңа наномасштабты материал есебінде пайдалануға мүмкіндік бар. Теоретиктер нанотүтікшелерден әлемдегі ең мықты. болатпен салыстырғанда жүз есе берік және алты есе жеңіл талшықтар жасап шығаруға болатындығын есептеп шығарды. Көміртекті нанотүтікшелер және фуллерендер соңғы бірнеше онжылдықтағы ма- териалтану саласындағы жасалған ең таңғажайып жаңалықтар болып саналады. БОЛАШ А Қ НАНОТЕХНОЛОГТАР Студенттерді, магистранттар мен докторанттарды оқыту ғылымның биология, химия, физика, материалтану, информатика. электротехника және т.б. салаларын дамытуда орасан зор маңызға ие. Ж аңа мамандар өнеркәсіптің керамикамен, полимерлермен, метал- дармен, катализаторлармен және сенсорлармен жұмыс жасау кезінде нанотехнологияларды пайдалануды талап ететін салаларында үлкен сұранысқа ие болады (бұл жөнінде 8-тарауда толығырақ айтылатын болады). Бірнеше ғылыми пәндердің тоғысқан жеріндегі нанотехнология ларды толықтай игеру үшін студенттер мен докторанттарға ғылымның бірнеше салаларындағы дайындықтары қажет болады. Болашақта жа- салатын жаңалықтар (мысалы, медицинада және нанокомпозиттерде) оқу кестесінде жаңа пәндердің пайда болып, үйреншікті пәндердің ығыстырылуы әбден мүмкін. Алға! Наноөлшемді әлем барлық салаларды қамтиды. 1.8-суретте на- нотехнологиялар саласында болған оқиғалардың және зерттеулердің даму хроникасы көрсетілген. 1.8-сурет. Нанотехнологиялардың дамуы Азырақ, тезірек, оңайлау және ақылдырақ - міне, адамзатқа пай- дасын тигізетін жаңа нанотехнологияларды зерттей отырып, ғалымдар осыларға қол жеткізуге талпынады. Кешегі армандар бүгінгі күнде шындыққа айналуда. Нанотехнологтардың бүгінгі жетістіктерін біздің ата-бабаларымыздың қола дәуірінен темір дәуіріне өтуімен теңеуге болады. Келесі тарауларда бұл таңғажайып жетістіктер және технологиялармен толығырақ танысамыз. Дайын болыңыздар. Алға! |