Нанотехнологиялар

НАНОТЕХНОЛОГИЯЛАР_Алматы,_2012'>ҚАЗАҚСТАН РЕСПУБЛИКАСЫ 
БІЛІМ ЖӘНЕ ҒЫЛЫМ МИНИСТРЛІГІ
Л. Уильямс
У. Адамс
НАНОТЕХНОЛОГИЯЛАР
Алматы, 2012
папоіесһпоіоду
РеМҮСТіҒіеО
N
Упгіа М ІІІа т з
Ог УУабе Асіатз

Қ¥ПИЯСЫЗ
НАНОТЕХНОЛОГИЯЛАР

^поіесһпоіоду
^ е т у $
1
:Ш е Л
ЬШБА Ш ЬЬІАМ 8
БК. ^ А Б Е АБАМ8
МсСга^-НіН
Үогк 
Сһісадо 
8ап Ғгапсізсо 
ЬізЬоп 
Ьопгіоп 
МагігЫ 
Мехісо сііу 
Мііап 
Беіһі 
8ап Іиап
8еои1 
8іп§ароге 8угіпеу 
Тогопіо

ҚАЗАҚСТАН РЕСПУБЛИКАСЫ БІЛІМ ЖӘНЕ ҒЫЛЫМ 
МИНИСТРЛІГІ
Л. Уильямс, У. Адамс
ҚҰПИЯСЫЗ
НАНОТЕХНОЛОГИЯЛАР
Оқулык
Қазақ тіліне аударғандар
З. А. Мансұров, М. Нәжіпқызы, Б. Қ. Діністанова
Алматы, 2012

ӘОЖ 57 (075.8) 
КБЖ 28.0.я73 
У 35
Қазақстан Республикасы Білім және гылым министрлігінің «Оқулық»
республикалық зылыми-практикалық орталызы бекіткен
Қазақ тіліне аударғандар:
З. А. Мансұров, М. Нәжіпқызы, Б. Қ Діністанова
Уильямс Л., Адамс У
У 35 
Құпиясыз нанотехнологиялар: Оқулық/Ауд. З. А. Мансұров, 
М. Нәжіпқызы, Б. Қ. Діністанова. - Алматы: РгіпІ-8 , 2012 - 385 бет.
I8ВN 978-601-289-085-3
Ұсынылып 
отырған 
оқулық 
нанотехнологияның 
негіздері 
және 
нанотехнологияның биология, химия, қоршаған орта мен өндіріске, саясат пен 
экономикаға қалай әсер ететіндігі жөнінде білгісі келетіндерге арналған. Ең 
қарапайымнан ең күрделі әрі қызықты сұрақтарға дейінгі көптеген сұрақтар толық 
сипатталған. Әр бөлімнің соңында келтірілген сұрақтар 
оқырмандарға алған 
білімдерін тексеруге көмектеседі.
ӘОЖ 57 (075.8) 
КБЖ 28.0.я73
I8ВN 978-601-289-085-3
© 2007 Ъу Тһе МсОга^-НіИ Сотрапіез.
А11 гідМз гезегуеіі.
© Қазақ тіліндегі басылым, ҚР жоғары оқу 
орындарының қауымдастығы, 2012.

АРНАУ
Бұл кітап Райс Университетінің (Кісе ^ ^ е г з і і у ) химия және фи­
зика профессоры Э. Смолли Ричардқа (КісһаМ Е. 8та11еу) арналады. 
Көреген, батыл және табанды бола тұра, ол дәстүрлі көзқарастарға 
күмән келтіре отырып, табиғат пен жаратылыстану ғылымдарының 
қарама-қайшылықтарын түсіндіруге тырысып, глобальды мәселелерді 
шешудің жаңа ойларын іздеді. Медицина, байланыс, транспорт және 
энергетика салаларындағы көптеген аса көрнекті жетістіктер, шүбәсіз. 
осы әрекеттердің нәтижесі болды.
Профессор Смолли осы қолжазбаны даярлаудың қорытынды 
кезеңінде қатерлі ісікпен ұзақ уақыт күрескеннен кейін өмірден 
кетті.
Линда Уильямс

АВТОРЛАР ТУРАЛЫ
Л и н да У ильям с - химия, медицина және косманавтика бойын- 
ша көптеген ғылыми танымал кітаптардың, «Құпиясыз» атты бірнеше 
ғылыми танымал кітап серияларының авторы. Ол НАСА-да, Мс^оппе1 
^ о и § 1а8 және ^ у і е ^аЬ 8 компанияларында қызмет атқарады, сонымен 
қатар, Райс университетінде жетекші маман және техникалық жазу- 
шы болды.
Д октор У эйд А дам с - Райс университетіндегі Смолли 
атындағы нанотехнология институтының директоры, 190-нан аса 
жарияланымдардың авторы, сонымен қатар екі кітаптың редакторы.

М А ЗМ Ұ Н Ы
Қазақша аударма редакторының алғы сөзі....................................... 11
Алғы сөз................................................................................................... 13
Алғыстар.................................................................................................. 16
I БӨЛІМ
1-ТАРАУ. 
Фуллереннің ашылуы........................................... 18
Барлық бастамалардың басында..........................19
Төменде өте көп орын бар.....................................26
Бірқабатты нанотүтікшелер...................................33
Алға!........................................................................ 35
Бақылау сұрақтары..................................................37
2-ТАРАУ 
Наномасштаб......................................................... 39
Микро- және нано-.................................................39
Өлшемнің маңызы..................................................42
Масштабтар жөнінде толығырақ..........................46
Бақылау сұрақтары.................................................52
3-ТАРАУ 
Наноәлемде қандай ерекшелік бар?................. 55
Көміртегінің түрлері.............................................. 56
Бірқабатты нанотүтікшелер..................................58
Наноөзектер............................................................ 59
Түс............................................................................59
Беттік аудан.............................................................60
Кванттық механика................................................ 62
Өндіріс.....................................................................63
Жаңа өнімдер..........................................................64
Бақылау сұрақтары.................................................67
4-ТАРАУ 
Наноғылымның аспаптары............................... 70
Жаңа ашылуларға арналған аспаптар................... 70
Нанобасқарушы...................................................... 82
Теория және компьютерлік модельдеу..................84
Бақылау сұрақтары................................................. 91
I бөлімге арналған тест сұрақтары.......................94
II БӨЛІМ
5-ТАРАУ 
Биология...............................................................102
Сұйық және қатты заттардың
бөліну шекарасы...................................................103

Биологиялық құрылымдар
мен үдерістерді бақылау....................................... 108
Биологиялық наносенсорлар............................... 112
Биологиялық әлемге әсері................................... 118
Бақылау сұрақтары............................................... 119
6-ТАРАУ. 
Медицина..............................................................121
Емдеу әдістері.......................................................123
Қатерлі ісікпен күрес...........................................128
Биологиялық инженерия.....................................133
Наноуыттылық......................................................142
Болашақтың медицинасы.................................... 143
Бақылау сұрақтары............................................... 144
7-ТАРАУ 
Қоршаі аіі ортаны қорғау.................................. 146
Ластану.................................................................. 146
Қоршаған ортаны қорғаудағы
нанотехнология..................................................... 149
Суды тазарту..........................................................149
Нанотехнологиялар және
мемлекеттік басымдылық.................................... 155
Қоршаған ортаның қауіпті факторлары.............158
Нанотехнологиялар бойынша
халықаралық кеңес............................................... 161
Бақылау сұрақтары.............................................. 162
II бөлімге арналған тест сұрақтары.............. 164
III БӨЛІМ
8-ТАРАУ. 
Материалдар........................................................172
Алхимия................................................................ 172
Ақылды материалдар........................................... 173
Нанокристалды материалдар.............................. 177
Нанокристалдар....................................................178
Балқымалар........................................................... 185
Нанокомпозиттер..................................................186
Наносақиналар..................................................... 188
Наножамылғылар................................................. 190
Наноқабықшалар.................................................. 191
Катализаторлар..................................................... 193
Микрокапсулалар................................................. 194
Бақылау сұрақтары............................................... 195

9
.198
.201
.208
.211
.211
.215
.216
.217
.218
.221
.222
.225
.226
228
.234
.236
238
.239
.242
.244
.253
.254
.255
.255
.256
.258
.267
.268
275
.276
.278
.278
.281
.283
.284
.284
.285
Электроника және сенсорлар.............
Транзисторлар.........................................
Электронды жарыс.................................
Басты үміт...............................................
Біркелкілік..............................................
Наномасштабты
электроникадағы кванттық әсерлер.......
Биологиялық наносенсорлар.................
Биологиялық чиптер..............................
Бақылау сұрақтары.................................
Коммуникациялар................................
Кванттық коммуникациялар..................
Атомарлық жайғастыру..........................
Өлшемдердің әсері.................................
Нанооптика.............................................
Мәліметтерді сақтау...............................
Бақылау сұрақтары.................................
Энергетика.............................................
Энергия....................................................
Қолжетімділік.........................................
Энергияның баламалы түрлері.............
Көміртекті нанотүтікшелер...................
Болашақ зерттеулер................................
Инве стициялар.......................................
Келешектің энергетикасы.....................
Бақылау сұрақтары................................
III бөлімге арналған тест сұрақтары,
IV БӨЛІМ
Бизнес және инвестиция.....................
Ойыншылар............................................
Компьютерлер.........................................
№поВи8Іпе88 А11іапсе тобы...................
Енгізулер.................................................
Ең алдымен неге көңіл бөлу керек?......
Нанотехнологияның жергілікті
орталықтары...........................................
Халықаралық күш салу..........................
Болашақты болжау..................................
Неге назар аудару керек?.......................
Бақылау сұрақтары.................................

13-ТАРАУ 
Наноуыттылық және қоғам............................. 287
Нанотехнологиялар және қоғам..........................288
Ерігіштік және уыттылық....................................289
Тұрақты даму........................................................294
Қоршаған орта, денсаулық
сақтау және қауіпсіздік........................................ 296
Тәуекелді бағалау.................................................297
Мәліметтерді тарату.............................................299
Халықаралық ынтымақтастық............................300
Тәуекел мен пайда................................................301
Бақылау сұрақтары............................................... 302
14-ТАРАУ 
Ары қарай не істейміз?..................................... 304
Нанотехнологияның келешегі............................. 304
Өнімдер мен нарықтар......................................... 305
Нарық басшысы....................................................307
Кілттік қосымшалар.............................................309
Нанотехнология әлемі......................................... 328
Бақылау сұрақтары.............................................. 332
IV бөлімге арналған тест сұрақтары............. 334
Қорытынды емтихан......................................... 342
Тараулардағы бақылау сұрақтарына, 
тесттерге және емтихан сұрақтарына 
жауаптар............................................................... 360
Бөлімдер соңындағы тестерге жауаптар........ 362
Қорытынды емтихан сұрақтарына 
жауаптар............................................................... 364
1-ҚОСЫМША. 
Қысқартулар мен белгілеулер......................... 365
2-ҚОСЫМША. 
Компаниялар мен өнімдер................................ 369
3-ҚОСЫМША. 
Қолданылған әдебиеттер................................. 374
Пәндік көрсеткіш............................................... 381