|
Nanotexnologiya va nanokompozitlar
|
| bet | 2/7 | | Sana | 05.02.2024 | | Hajmi | 2,85 Mb. | | #151604 |
Bog'liq 12.DETALLARNI KUKUN MATERIALLARDAN TAYYORLASH12.2. Nanotexnologiya va nanokompozitlar
Mahsulot ishlab chiqarish jarayonida material yoki yarim tayyor mahsulot, xomashyo shakli, xossalari va holatini o'zgartiradigan usullar majmuyiga texnologiya deyiladi. Nanotexnologiya termini birinchi marta yapon olimi N. Tanituchi tomonidan 1974-yilda ishlatilgan. Nano-so'zining lug‘aviy ma’nosiga e’tibor berilsa, «ракапа» tushunchasini anglatadi, ikkinchi tomondan esa bu so‘z ilmda ko'proq old qo‘shimcha sifatida tanilgan boiib, uning aynan qiymati 0,000000001 metrga teng. Nano so‘zi milliarddan bir qism, milliardni bir qismi degani. Taqqoslash uchun quyidagi kattaliklarga e’tiboringizni qaratamiz: 1 angstrem = 1 0 '8 sm, 1 millimetr = 10‘3 m, 1 mikrometr = 10"6 m. Demak, nano bu uzunlik birligi. Buni taqqoslab, his etish uchun shuni aytish kerakki, inson sochining diametri taxminan 50000 nanometrga teng (12.1-rasm). Rasmlardagi uzunlik darajasi nanometrni anglatadi. Keltirilgan qiymatlar 1 metrdan 10' 10 metr oraliqni tasvirlaydi. Yer shari futbol koptogidan 100000000 marta katta, xuddi shuningdek С60 molekulasidan futbol koptogi shunch marta katta.100 nmdan 1timgacha boMgan oraliq pastda ifbdalangan. Nanotexnologiya uchun kerakli va qiziqarli oraliq 100- 0 ,2 nm hisoblanadi.
12.1-rasm.Nanortexnologiyani ifodalovchi rasm.
Nanotexnologiya asosida nuqsonsiz katta hajmli konstruksion materiallar olish mumkin. Hozirda jahonda nanotexnologiyaga uchun yiliga 9-10 milliard dollar sarf qilinyapti: AQSH da 4-5 milliard, Yaponiyada 2-3 milliard. Nanotexnologiyadan keladigan foyda bir necha trillion dollar kutilyapti.Nanotexnologiya sanoatda 1994-yildan boshlab qo‘llanila boshlagan.Maxsus biologik, kimyoviy, fizikaviy xossalarga ega materiallar, yangi molekula, nanostruktura, nanoqurilmalar yaratish maqsadida
alohida atomlar, molekulalar va molekular tizimlami boshqarish va nanoo‘lchamdagi makonda yuz berayotgan fizikaviy hamda kimyoviy jarayonlar qonuniyatlari o‘rganidigan fanlararo ilmga nanotexnologiya deyiladi. Doimiy harakatdagi nanodunyo rivojida yuz bergan quyidagi ikkita voqea muhim ahamiyatga ega bo‘ldi:
1.Skanerlovchi tunnelli mikroskopning yaratilishi (G.Bennig,G.Rohrer,1982y.) va skanerlovchi kuchli atom mikroskop(G.Bennig,K.Kuatt,K.Gerber,1986y..Nobelmuko
foti,1992y.).
2. Uglerodning tabiatdagi yangi formasining kashf etilishifiillerenlar (H. Kroto, J. Health,S.0‘Brien,R.Curl,R.Smalley,1985y.,Nobel mukofoti,1996y.)Yangi mikroskop lar nanometrik o‘lchamda monokrisstallar yuzasi atom-molekular tuzilishini o‘rganish imkoniyatinini yaratdi. Qurilma nanometming yuzdan bir qismini ko‘rsatadi. Skanerlovchi tunel mikroskopi ishlashi, vakuum to‘siqlari orqali elektronlar tunellashuviga asoslangan. Atom oichami kattaligida to‘siq kengligi o‘zgarganda tunel toki miqdor 3 baravarga o‘zgaradi,buesa uning yuqori aniqligini ta’minlaydi.Tunellov
chi kvant nazariyasi 1928-yilda G.A.Gamov tomonidan a parchalanish ishida asos solingan. Hozirga vaqtda biologik obyektlar, organik olekulalar, balandharoratda ishlaydigan yuqori o‘tkazuvchilar, yarimo‘tkazgichlar,metallar monokristallari yuzasi atom strukturalari skanerlovchi mikroskoplar yordamida o‘rganilmoqda. Yangi mikroskoplar nafaqat moddalaming atom-molekular tuzilishini o‘rganishda foydali boimoqda. Ular yordamida nanostrukturalar hosil qilinmoqda. Mikroskop aniq o‘tkir harakatlari natijasida atom strukturalari yaratilmoqda. Fulleren-oldindan ma’lum boigan olmos va grafit singari uglerodning bu shakli 1985-yilda astofiziklar tomonidan yulduzlararo chang spektrini tushuntirish vaqtida aniqlangan.Uglerod atomi yuqori simmetrik C60 molekulasini hosil qilishi mumkin. Bunday molekula 60 uglerod atomlaridan tuzilgan boiib, ular o‘zaro 1 nm diametrga teng sharda joylashgan va futbol koptogiga o‘xshaydi. L. Eyler - teoremasiga ko‘ra uglerod atomlari 12 ta to‘g‘ri beshburchak va 2 0 ta noto‘g‘ri oltiburchaklar paydo qiladi. Uglerod molekulasi olti va besh burchakli uy qurgan arxitektor R.Filler sharafiga qo‘yilgan. Dastlab fulleren kam miqdorda, 1990-yildan esa katta masshtabda ishlab chiqarish texnologiyasi yaratildi. FuIIeretlar. C60 molekulari o‘z navbatida yoqlari markazlashgan kub panjaraga ega va yetarlicha kuchsiz molekulalararo bogianishga ega fullerit kristallarini hosil qilishi mumkin. Bu kristallda oktaedrik va tetroedrik bo‘shliqlar mavjud va ularda boshqa atomlar boiishi mumkin. Agar oktaedrik bo'shliq ishqoriy metallar ((4=K (kaliy), Rb (rubidiy), Cs (seziy)) bilan toidirilsa xona haroratidan past haroratda bu moddalar strukturasini o‘zgartiradi va yangi polimer material #iC60 paydo boiadi. Agar tetroedrik bo‘shliq ham toidirilsa kritik 20-40 К haroratga ega yuqori o‘tkazuvchan #3C60 material paydo bo‘ladi. Yuqori o‘tkazuvchan fulleritlami Shtutgartda joylashgan Maks Plank nomidagi institutda o‘rganiladi. Materiallarga noyob xossalar beradigan boshqa qo‘shimchali fulleritlar ham mavjud. Misol uchun #]C6o-etilen ferromagnit xossaga ega. Kimyo sohasida olib borilgan tinimsiz mehnat, 1997-yilgan 9000 ga yaqin fulleren birikmalaming aniqlanishiga olib keldi.
|
| |
