Өскен өңір Шиелi аудандық қоғамдық-саяси газет
» » НАНОТЕХНОЛОГИЯ ӘЛІППЕСІ

НАНОТЕХНОЛОГИЯ ӘЛІППЕСІ

Енді 20 жылдан соң жер бетіндегі тіршілік нанотехнологияның арқасында жаңа мазмұнға, жаңа сипатқа ие болады деп есептейді бір топ ғалымдар. Егер қазірдің өзінде нанотехнологияның көмегімен әртүрлі микробтарды жоятын ұялы телефондар, аяқ киімнен хош иіс шығарып тұратын ұлтарақтар, ылғал мен шаң өткізбейтін үш қабатты астары бар төсеніштер, лай батпақ пен жауын-шашын жұқпайтын автомабиль әйнектері секілді ондаған тауарлар өндіріле бастаса, енді біраз жылдан соң күнделікті тұтынатын азық-түлігімізді де осы жаңа технологияға сүйене отырып өндіріледі. Олай дейтініміз, әлемдік ғалымдар дайын атомдардан кез-келген затты құрастыруға қабілетті нанороботтар жасап шығарады. Солардың көмегімен тауарларды өндірумен қатар, енді он-он бес жылдан соң сауын сиыр ұстамай-ақ, шөптің өзінен тікелей сүт өндірілетін сатыға көтерілеміз. Сонда бұл нендей керемет?

НАНОБӨЛШЕКТЕР
Нанотехнология − бұл көзге көрінбейтін аса ұсақ бөлшектерді ретке келтіре отырып, соның ерекшеліктерін алдын-ала белгілеп беру арқылы әлдебір құрылымды құрастыруға қажетті жекелеген атомдарды ыңғайластыра орналастыру. Нанотехнология (грек. nanos – ергежейлі және технология) – кеңістіктің нанометрлік аймағындағы жеке атомдарға, молекулаларға, молекулалық жүйелерге әсер ету арқылы жаңа физика-химиялық қасиеттері бар молекулалар, наноқұрылымдар, наноқұрылғылар мен материалдар алу мүмкіндіктерін зерттейтін қолданбалы ғылым. Нанометр дегеніміз бір метрдің миллиардтан бір бөлігі (1 нанометр=10-9 метр). Нанотехнология осындай ауқымды өлшемдермен айналысады. Адамзат тарихында өркениеттің қарыштап алға басуына елеулі септігін тигізген жаңалықтардың аса көп болмағаны белгілі. Бірақ әрбір жаңалық атаулы қоғамды бір саты болса да алға жылжытып отырды.
Нанотехнология материалдарды өте тиімді қолдануға мүмкіндік береді. Нанобөлшектер туралы айтқанда, олар әдетте 0,1 нм-ден 100 нм-ге дейінгі мөлшерде болады. Көптеген атомдардың мөлшері 0,1-ден 0,2 нм аралығында болады. Мысалы, ДНҚ молекуласының ені шамамен 2 нм, қанның жасушасы 7500 нм және адам шашы 80000 нм құрайды. Бөлшек өлшемі азайған сайын, заттың көлемге қатынасы артады. Осы себептен нанобөлшектер химиялық реакцияларға жақсы түседі. Кейбір заттардың кішкентай кристалдық үлгілері күшейе түседі. Өйткені олар кристалдардың әрекет ету кезінде бөліну шегіне жетеді.
НАНОБОМБАЛАР
Нанотехнологиялар компьютерлік технологияда, медицинада маңызды серпіліс береді деп күтілуде. Мысалы, медицина ғылымы дәрілік заттардың қатерлі жасушаларға тікелей «нанобомбалар» түрінде жеткізуге мүмкіндік береді. Болашақта нанотехнологиялар артерияларды қадағалауға, инфекциялармен күресуге және аурудың диагностикасын қамтамасыз етуге қабілетті болады. Американдық ғалымдар “оба” ауруын іздеу және жою үшін алтынмен қапталған «нано-оқтарды» табысты пайдаланды. Ғалымдар қатерлі ісік жасушаларын байланыстыру үшін нано-оқтарға антиденелерді қосады. Егер «нано-оқтар» инфрақызыл сәулелену жиілігіне жақын болса, олардың температурасы өседі. Бұл канцерогендік маталарды жоюға ықпал етеді. Кембридждегі армия қаржыландыратын нанотехнология институтының зерттеушілері (АҚШ) нанотехнологияны жаңа киім түрін жасау үшін пайдаланады. Олардың мақсаты — түсін өзгерте алатын, жарылыс жағы мен жарылыс толқынының энергиясын бұзатын мата жасау.
Нанотехнология терминін қолданысқа алғаш рет 1974 жылы жапон физигі Норио Танигути енгізген. Микроскопиялық заңдылықтарға сүйенетін басқа инженер ғылымдардан нанотехнологияның негізгі ерекшелігі, нанонысандар үшін кванттық және молекулааралық өзара әсерлесуінің күшті болуында жатыр. Нанотехнология саласындағы зерттеулер қазірдің өзінде практикалық маңызы зор нәтижелер беруде. Генетика, медицина, клондау, микроағзалардағы бактерияларға әсер ету және машина жасау, электроника, т.б. өндірістерге арналған жаңа материалдар алу, техника мен өндірістің барлық түрлерін жаңа сапа деңгейіне көтеру мәселелерін нанотехнологияны дамыту арқылы ғана шешуге болады.
НАНО ТРУБАЛАР
Бұған ғылыми фантастикаға ден қойған бірқатар жаңашылдардың да сенімсіздік танытары күмәнсіз. Мәселен, Scientifus Amerika журналының болжамына сүйенсек, таяу арада көлемі почта маркасына тең медициналық құрылғы жасалады екен. Соны жарақат алған жерге қойса жеткілікті, ол қанның құрамын, қандай дәрі қажет екенін анықтап, сол дәрі-дәрмекті қанның құрамына өзі жібереді. 2025 жылы дайын атомнан кез-келген затты құрастыруға қабілетті алғашқы нанороботтар жасалады. Ауыл шаруашылығында да айтарлықтай өзгерістер болады: нанороботтар өсімдіктер мен жануарларды алмастырып, азық-түлік өндіретін дәрежеге қол жеткізеді. Осыған сәйкес экологиялық жағдай да жақсара түседі. Өнеркәсіптің жаңа түрлері болашақта қалдық заттар шығармай, оның есесіне нанороботтар ескі қалдықтарды жояды. Тәжірибе барысында анықталғандай, тоннельдеуші микроскоптың бұрынғыларға қарағанда біршама артықшылықтары бар екен. Соның көмегімен жекелеген атомдарды "көруді" былай қойғанда, соларға әсер ету арқылы кез-келген кернеуді өзгертуге мүмкіндік туады: қарапайым тілмен айтсақ, тоннельдеуші микроскоптың көмегімен атомды "іліп" алуға және қажетті жеріне қондыруға болады. Физиктердің атомдарды өз қалауынша орналастыруға теориялық мүмкіндіктері пайда болады, яғни соларды кірпіш секілді қалай отырып, кез-келген затты жасап шығуға болады екен.
НАНО РОБОТТАР
Қазір ғалымдар тұсауы жаңа кесілген 'нанотехнологияның үш негізгі міндеттерін айқындап алды: Біріншіден, осының көмегіне сүйене отырып, атомдарды өз қалауымызша тікелей орналастыру жүзеге асырылады, яғни ерекше қасиеттерге ие болған материалдар жасалады. Екіншіден, көлемі жекелеген молекулаларға немесе атомдарға тең белсенді элементтері бар электрондық схемалардың өндірісін ұйымдастыру көзделіп отыр.Үшіншіден, ғалымдар көлемі молекулаға тең механизмдер мен роботтар, яғни наномашина жасауды көздеуде. Бұл әрине енді ғана қолға алына бастаған, тәжірибе жүзінде сынақтан өткен алғашқы қадамдар ғана. Бірақ ғылымы мен білімі дамыған бірқатар елдерде соның алғашқы үлгілері қолданысқа енгізіле бастады. Мәселен, Массачусетс технологиялық институтында қазір көлемі бақыр ақшадай өрмекші-роботтың алғашқы үлгісі жасалынды, ол бір минутта 10000-ға дейін әртүрлі қозғалыстарға келтіріледі. Бірақ көлемі үлкен болғандықтан, оны нағыз наноробот деуге ертерек секілді. Ресей, Қазақстан  ғалымдары да америкалық әріптестерінен қалысар емес. Олар нанотехнологияны  әртүрлі салаға жұмыс істету жолында ғылыми-зерттеу жұмыстарын жүргізуде.
Таяудағы жылдары адам ағзасындағы бойымен өз бетінше қозғалып жүретін және биологиялық заттардың орналасқан әрі шоғырланған жерін анықтауға мүмкіндік беретін молекулалық құрылымдар жасауымыз мүмкін, - дейді Ресей ғылым академиясының академигі, профессор Юрий Евдокимов. Егер осыған қол жетсе, онда биохимиялық зертханалар мен медицина-клиникалық диагностикада аса ауқымды мүмкіндіктер ашылып, адам ағзасындағы дертті дәл анықтауға және толық емдеуге мүмкіндік туады.
Осындай молекулярлы машина өткен жылы Мичиган университетінде сынақтан өткізіліпті. Нанороботтар үш бөліктен тұрған екен: тасымалдағыш-молекулалар, қатерлі ісік жасушаларын барлап білетін-молекулалар (ДНҚ фрагменттері бар) және люминофер-молекулалар. Осындай құрылымды ағзаға енгізген кезде олар ісік жайлаған жерге орналасып, люминесценцияның көмегімен соны нақты көрсеткен. Дәл осындай амалмен ауру жайлаған жерге дәрі жіберуге болатыны да күмәнсіз. Қалай дегенмен де ғалымдар адам өмірі үшін күресті одан әрі жалғастыруда. Олардың сөзіне сенсек, таяу жылдары қолдан жасалған ДНҚ-молекуланың негізінде адам ағзасын микробтардан тазартуға немесе енді тамыр жая бастаған қатерлі ісік жасушасын жоюға жол ашылатыны сөзсіз.
НАНОТҮТІКШЕЛЕР
Соның бір айғағы фуллерендер аккумуляторлық батареяларды шығаруға қолданылуда. Оның өз «ағайындарынан» айырмашылығы — сыйымдылығы бес есе көп, салмағы өте аз, жоғары экологиялық сапасы мен санитарлық қауіпсіздігінде. Батареяның бұл түрін жеке компьютерлер мен дыбыс аппараттарының қоректену көзіне пайдаланады. Бірақ оны жүзеге асыру оңай шаруа емес. Өйткені америкалық «Carbon Nanotechnologies» тәулігіне 0,5-1 кг ғана нанотүтікше жасап шығара алады. Бұл ретте Жапония да белгілі бір мөлшерде табысқа жетті. Мұнда жылына 400 кг фуллерен шығаратын тәжірибе зауыты салынуда. Сонымен бірге осы елде жылына 120 тонна нанотүтікше шығаратын зауыт та іске қосылуда.
1991 жылы профессор Сумио Иидзима ұзын көміртекті цилиндр-нанотүтікшені баиқаған. Нанотүтікше диаметрі бірнеше нанометр, ал ұзындығы оншақты микрон болатыН милиондаған көміртегі атомынан тұратын молекула. Адамның шашының қалыңдығынан 100 мың есе аз нанотүтікшелер сирек кездесетін өте берік материал болып шықты. Олар болаттан 50-100 есе берік, әрі тығыздығы алты есе аз. Нанотүтікшелерден космонавтар, өрт сөндірушілерге арналған ыңғайлы киімдер тігуге өте берік және жеңіл композиттік материал, микроскопқа зонд жасауға болады. Олар өзінің салмағынан бірнеше тонна артық жүкке шыдайды. Ғалымдар соңғы кезде нанотүтікшенің ішіне басқа дененің атомдарын енгізіп, олардың қасиеттерін (тіпті изоляторды өткізгішке) өзгертуге болатынын тәжірибе жүзінде дәлелдеді. Микроприборларда оларды сым ретінде қолданса, таңқалатыны, бойымен ток жүргенде жылу бөлінбейді. Нанотүтікшелер газды (әсіресе сутегі) сақтауға қауіпсіз материал. Автомобилдерге жанғыш элемент ретінде сутегіні пайдаланса, ол бензинге қарағанда экологиялық таза элемент, алайда сутегі мөлшері үлкен баллонды қажет етеді. Ал машиналарға ауыр баллондарды салу олардың жылдамдығын азайтатын еді. Мүмкін болашақта автомобильдерге сутегімен толған баллондар  қолданатын шығар. Қазақстанда нанотехнология саласы даму жолында. Алайда бізде нанотехнологияның мүмкіншіліктерін толық пайдалану алдағы уақыттың еншісінде. АҚШ, Жапония, Корея сияқты елдердің экономикасы нанотехнологияның есебінен байып отыр. Егер 2000 жылы нанотехнология салалары осы елдердің экономикасына 493 млн. доллар пайда түсірсе, онда 2015 жылға дейін 1 триллион доллар ақша түседі деген болжам жасалып отыр. Біз нанотехнологияның дамуы қоғамның жаңа түріне әкелетініне күмәніміз жоқ.
 Клара ДӘРМАҒАМБЕТ,
Қорқыт ата атындағы Қызылорда мемлекеттік университеті «Экология және химиялық технология» кафедрасының профессоры, химия ғылымдарының кандидаты

07 шілде 2019 ж. 40 0

PDF нұсқалар мұрағаты

№54 (8705)

16 шілде 2019 ж.

№53 (8704)

12 шілде 2019 ж.

№52 (8703)

10 шілде 2019 ж.

Жаңалықтар мұрағаты

«    Шілде 2019    »
ДсСсСрБсЖмСбЖс
1234567
891011121314
15161718192021
22232425262728
293031 
  • Акимата Кызылординской области
  • Сайт президента
  • Нұрлы жол
  • Рухани Жаңғыру
  • Жаңғыру 30
  • Egov
  • Digital Kazakhstan
  • Нақты қадам