Нанотехнологиялар

барады. Бірақ заманауи микроэлектроника өзінің теориялық шегіне 
жетіп қалды. Қуат пен есептеудің жылдамдығының көбеюіне қол 
жеткізу үшін мүлдем жаңа технологияларға өту керек. Заманауи 
микропроцессорлар сондай кішкентай және қуатты болғандықтан, 
жұмыс барысында қатты қызып, жанып кетуі мүмкін. Бұл жағдайды 
қалай құтқаруға болады?
Жауап қарапайым: әлемді нанотехнология құтқарады! Наноғылым 
төтенше кішкентай әлемді, яғни атомдар мен молекулалар әлемін 
зерттеумен айналысады.
Нанометр (нм) - метрдің миллиардтан бірі, ягни 10-9 м.
Егер өлшемдерінің бірі 100 нм кіші бөлшек болса, онда ондай 
бөлшек нанобөлшек деп есептелінеді. «Нано» сөзі «миллардтан 
бір бөлігі» деген мағынаны білдіреді. 2 .1-кестеде заттың әртүрлі 
өлшемдеріне бірнеше мысалдар салыстыру үшін келтірілген. Назар 
аударыңыздар: егер өзімізге, алтын наноқабық (6-тарауда толығымен 
сипатталатын нанобөлшек) бильярд шарының өлшеміндей деп еле- 
стетсек, онда адамның бойын әлемнің ең биік шыңы Эверестке (ша- 
мамен 8848 м) теңестіруімізге болады!
2.1-кесте. Кейбір нысандардың өлшемдері
М ы сал
Ө лш ем бірлігі
Уран ядросы (диаметр)
10-13
Су молекуласы
10-10
ДНҚ молекуласы (ені)
10-9
Протозоа (қарапайым бір 
жасушалы ағза)
10-5
Жауын құрты
10-2
Адам
2
Эверест (биіктік)
104
Жер (диаметр)
108
Күннен Плутонға дейінгі 
қашықтық
1013

Атомдар саны 2-ден 25-ке дейін тұратын молекула радиусы 
әдетте, 1-ден 10 нм-ге дейінгі мөлшерде болады. Анықтама бойынша 
молекула бірнеше атомнан тұрады. Н 2 - сутегінің молекуласы ең кіші 
молекула болып саналады. Көптеген биологиялық молекулалар, мы- 
салы ДНҚ, әлдеқайда су молекуласынан көп, сондықтанда әлдеқайда 
көп атомнан тұрады. Нанобөлшек 50-ден 200000-ға дейін атомдар- 
дан тұруы мүмкін, сондықтан оның өлшемдері бірнеше нанометрден 
жүздік нанометрге дейінгі аралықта өзгеріп отырады.
Бактерияның өлшемі 100 нм, ал қызыл қан түйіршігі 6000 нм. 
Қазіргі заманғы микросызбада элементтің ең аз өлшемі 130 нм ша- 
масында.
Жаңа технологиялар мен айла-шарғы әдістері, атомдармен моле- 
кулалармен және нанобөлшектермен қоршаған нысанның құрылымын 
өзгерту немесе құруға - қатерлі ісік жасушалары мен нанокомпью- 
терлерге мүмкіндік береді. Нанотехнология саласындағы жаңа 
ашылуларды енгізуден барлығы тек қана ұтады. Наноаспаптардың 
(наноөлшемдегі кішкентай қысқыштар, линзалар, магниттер мен 
электрлік сызбалар) күнделікті зертханалық аспаптардан (мысалы, 
сұйық өлшейтін ыдыс пен Бунзен жанарғысы) басты айырмашылығы
- олардың өлшемдері мен масштабтары.
Ә лемдегі ең үлкен нанотүтікш елердің моделі
Адам көзімен көре алатын ең кішкентай нысандардың мөлшері 
шамамен 10 000 нм (компьютердің аналық платасындағы жолдардың 
ені). Ешкім нанобөлшектер мен нанотүтікшелерді қарусыз көзбен, 
яғни электрондық микроскоптың көмегінсіз көре алмайды. Ш ын 
мәнінде, олардың мөлшері кішкентай болып келеді!
Сондай кішкентай нысандарды көзбен көріп елестету үшін, 
Райс университетінің 100 қызметкерлері мен студенттері ені 0,7 
нм және ұзындығы 700 нм бірқабатты көміртекті нанотүтікшелерді 
үлкейтілген түрде туындатуды шешті.
Олар 2005 жылдың 22 сәуірінде 65 мың пластикалық 
құрылғыдан химиялық жиынтықтарды молекуланың құрылымын 
модельдеу үшін көміртекті нанотүтікшенің ең үлкен моделін жасады 
(2.1-сурет). Модельдің ұзындығы 1180 футқа (350 м аса) жетті яғни 
Хьюстондағы (АҚШ) ең үлкен көкті тіреген көпқабатты үйлердің 
биіктігінен де ұзын. Сондықтанда нанотүтікшелердің моделдері

үшін жаңа әлемдік рекорд орнатылды және оны I иннестің рекорд- 
тар кітабына енгізді. Егерде Райс университетінің қызметкерлері 
мен студенттері ұзындығы 5 см-ге тең нанотүтікшенің толық 
моделін құрғанда, онда ол 15000 мильге (24 мың км аса) дейін со- 
зылар еді.
Енді тек қана студенттер мен ғалымдар ғана емес, сондай-ақ 
басқаларда кішкене нысандардың соншалықты ірі, яғни ұзын бола 
алатындығына таң қалуда! Бұл моделдің бөліктерін Хьюстондағы 
музейдің тұрақты қойылымынан көруге болады.
2.1-сурет. Рекорд Гиннесс кітабына енгізілген ең ұзын 
нанотүтікшенің моделі

жүктеу/скачать 4,68 Mb.

Достарыңызбен бөлісу: