10-Mavzu: Nanokimyo va nanotexnologiya haqida tushuncha

10-Mavzu: Nanokimyo va nanotexnologiya haqida tushuncha

10-Mavzu: Nanokimyo va nanotexnologiya haqida tushuncha
Reja:

1.Nanokimyo rivojlanish istiqbollari

2. Nanozarrachalar va nanomateriallar
3. Nanotehnologiya va uning istiqbollari
4. Nanokimyo sohasida faoliyat olib boroyotgan o’zbek olimlari.
Bugungi kunda insonlarning texnologiyalarga bo‘lgan talablari ortib borishi bilan texnologiyalar juda ham jadal tarzda rivojlanib bormoqda. Foydalaniladigan qurilmalarning imkoniyatlari yanada ko‘proq bo‘lishini hamma ham xohlaydi. Shu sababdan ham mikrotexnologiyadan nanotexnologiyaga o‘tilmoqda. Nanotexnologiya sohasida yetarlicha natijalarga ham erishildi. Ushbu yo‘nalishda yaratilgan ilmiy ixtirolar iqtisodiyot, tibbiyot, biologiya, ekologiya, aviatsiya, radioelektronika kabi ko‘plab muhim sohalarda yuqori samaradorlik va tejamkorlikka erishish imkonini bermoqda.
Hayotimizga dadil kirib kelayotgan nano­texnologiya tushunchasi jamiyatimiz taraqqiyotini yanada jadallashtirish, turmushi­miz farovonligini oshirish, ha­yotimizda o‘z yechimini kutayotgan eko­logik, ijtimoiy va boshqa muammolarni bartaraf etishda muhim ahamiyat kasb etmoqda. Chunki ilm-fanning bunday kashfiyotlari noyob xususiyatlarga ega yangi meta-materiallar va ekstremal sharoitlarga chidamli nanomateriallar olish va ularni tatbiq etishga xizmat qiladi. Shu bois jahonda nanotexnologik tadqiqotlar ko‘lamini kengaytirish va bu boradagi innovatsion texnologiyalardan tobora keng foydalanishga e’tibor kuchayib bormoqda. Masalan, kom­pyuter texnologiyalari sohasida olib borila­yotgan izlanishlar natijasida kvant infor­matikasi fani yuzaga keldi.
Ushbu soha nanoo‘lchamli protsessorlarga ega bo‘lgan kvant kompyuterlarini yaratish va ular uchun dasturlar ishlab chiqishni o‘z ichiga oladi. Kvant kompyuterla­rida bir birlik axborotni yozish uchun bitta yoki bir nechta atomdan foydalaniladi. Biz foydalanayotgan hozirgi zamon kompyuterlarida bu jarayonni bajarish uchun esa bir necha milliard atom sarflanadi. Demak, kvant kompyuterlarida hisoblash jarayonida o‘z-o‘zidan o‘ta yuqori tezlik, ixchamlik va samaradorlik oshadi.
Hozirgi davrdayoq nanotexnologiya sohasidagi izlanishlarning yuksak natijalari tibbiyotda: dermatologiya, pulmonologiya va ftiziatriya sohalarida ishlatiladigan inson vujudiga beziyon shifo vositalarini yaratishda ham yaxshi samara bermoqda.
Nanotexnologiyalardan tibbiyot sohasida foydalanish muhim kashfiyotlarga yo‘l ochmoqda. Shu kunlarda jahondagi yetakchi ilm-fan mar­kazlarida bu yo‘nalishda yaratilgan dori kapsulalari va shpritslar sinovdan o‘tmoqda. Dori nanokapsulalarining afzalligi shundaki, ular tananing sog‘lom qismiga salbiy ta’sir ko‘rsatmay, faqat kasallangan hujayraga yetib boradi. Nanotexnologik ishlanmalar ishlab chiqarishning ko‘plab sohalariga keng tatbiq etilmoqda. Ko‘pgina rivojlangan davlatlarda mahsulot sifatini yaxshilash uchun nanomateriallar qo‘llanilmoqda. Masalan, mikrobga qarshi vositalarda o‘z-o‘zidan tozalanadigan matolar aynan nanomateriallar asosida yaratilmoqda yoki protezlar tayyorlashda uning birikish joylarini nanoo‘lchamli kumush zarralar bilan qoplash yo‘lga qo‘yilmoqda. Bu bakteri­yalardan himoya qilishda yordam beradi. Nanotexnologiyalarning rivojlanishi kelgusida tibbiyotni yanada taraqqiy ettirishga xizmat qiladi. Natijada kasalliklarning klinik alomatlarini yuzaga chiqishidan oldin aniqlash va uni ilk bosqichlardayoq bezarar usullar vositasida davolash imkoniyati vujudga keladi.
Nanotexnologiyalarning rivojlanishi muqobil energiyadan foydalanish istiqboli uchun ham muhim asos bo‘ladi. Chunki nanomateriallar asosida yaratilgan elektr ener­giyasi ishlab chiqaruvchi uskunalarning samaradorligi amaldagilaridan bir necha ba­robar o‘sadi. Nanotexnologiya sohasida mamlakatimiz olimlari va mutaxassislarining olib borayotgan ilmiy-tadqiqot ishlari ham yuksak natijalar bermoqda. Jahon ilm-fanida bunday ixtirolarning yutuqlarini chuqur o‘rganish va uni hayotga tatbiq etishda mamlakatimiz ilm-fan markazlarida ham qator loyihalar amalga oshirilmoqda. O‘zbekiston Fanlar Akademiyasining Issiqlik fizikasi bo‘limida o‘tgan asrning 90-yillarida nanofizi­ka sohasida dastlabki ilmiy-tadqiqotlar boshlangan edi. Bu jabhada olib borilgan ilmiy izlanishlar natijasida nanomateriallar yordamida nurlanuvchi diodlar yaratildi.

Ayni paytda olimlarimiz nanofizikaning qator dolzarb masalalari yuzasidan keng ko‘lamli ilmiy izlanishlarni hayotga tatbiq etmoqda. Vodorod energetikasining oldida turgan dolzarb muammolar, vodorod moddasini suv yoki boshqa suyuqlik molekulalari orasida yuzaga keluvchi nanoqopqonlarda saqlash, nanotarmoqlardan foydalanishga asoslangan termoelektrik nanomateriallar yaratish, axborot yetkazish samaradorligi o‘ta yuqori nanoo‘lchamli mezoskopik tizimlarga asoslangan tar­moqlar yaratishga oid ilmiy loyihalar shular jumlasidandir. Bu yo‘nalishda olib borilayotgan ilmiy izlanishlar qisqa davrda amaliy natija berayotgani quvonarlidir. Nanotuzilishli suyuqlik asosida yaratilgan issiqlik uzatkich, qishloq xo‘jaligi zararkunandalariga qarshi kurashish vositasi, sintez qi­lingan nurlanuvchi diodlar ana shunday muhim kashfiyotlar sirasiga kiradi. Mamlakatimizda qattiq jismlar, atom va molekulyar fizika, nochiziqli dinamika kabi ilm-fan maktablarining an’analarini rivojlantirish, ilm-fan faoliyatini izchil takomillashtirish uchun yaratilgan keng ko‘lamli sharoit zamonaviy nanofizika sohasida ana shunday muhim natijalarga erishishga xizmat qilmoqda. Yurtimizda nanotexnologiyalarni rivojlan­tirish, ilmiy-intellektual salohiyatni rivojlantirish, ilmiy-texnika bazasini takomillashtirish va xalqaro aloqalarni kengaytirish borasida amalga oshirilayotgan keng ko‘lamli ishlar mamlakatimizning yanada rivojla­nishiga xizmat qiladi.

Nanotexnologiya rivojlanishi ustida dunyoda ko‘plab olimlar ish olib bormoqda. Ular XXI asr davomida nanotexno­logiya­ning rivojlanishida bir qator natijalarni ko‘zlamoqdalar. Jumladan, tibbiyot sohasida odamning tanasida paydo bo‘ladigan barcha kasalliklarning oldini oluvchi yoki davolovchi molekulyar nanorobotlarni yaratish, gerontologiya sohasida insonlar­ning jismoniy boqiyligiga, odam tanasidagi hujayralar qirilishining oldini oluvchi, odam organizmi to‘qimalarining ishlashini yaxshilash va qayta qurish uchun molekulyar robotlarni kiritishga erishish, sanoat sohasida iste’mol mollarini ishlab chiqarishda an’anaviy usullardan foydalanishdan bevo­sita atom va molekulalardan yig‘ishga o‘tish, qishloq xo‘jaligi sohasida oziq-ovqatni tabiiy ishlab chiqaruvchilarni (masalan, o‘simliklar va hayvonlar) molekulyar robot­lardan tuzilgan funksional o‘xshash­lariga almashtirish, ya’ni tirik organizmda sodir bo‘ladigan kimyoviy jarayonlarni qisqaroq va samaraliroq yo‘l bilan amalga oshirishga erishish (bunda qishloq xo‘jaligi samaradorligi ob-havo va og‘ir mehnat sharoitiga bog‘liq bo‘lmaydi, uning ishlab chiqarish hajmi oziq-ovqat mahsulotlari yaratilishga ta’sir etadi), biologiya sohasida tirik organizmga atomlar darajasidagi nanoelementlarni kiritish (buning oqibatlari turlicha bo‘lib, yo‘qolib ketgan turlarni tiklashdan tortib, yangi turdagi jonzotlar biorobot­larini yaratishga olib kelishi mumkin), ekologiya sohasida inson faoliyatining atrof-muhitga ta’sirini to‘liq bartaraf qilish (bun­ga birinchidan, ekosferani inson faoliyati chiqindilarini boshlang‘ich xom-ashyoga aylantiruvchi molekulyar robot-sanitarlar bilan to‘ldirish, ikkinchidan esa, sanoat va qishloq xo‘jaligini chiqindisiz nanotexnologik usulga o‘tkazish bilan amalga oshi­rish mumkin), koinotni o‘zlashtirish sohasida koinot «odatiy» yo‘l bilan emas, balki nanorobotlar orqali o‘zlashtirilishiga eri­shish, ya’ni robot-molekulalarning ulkan armiyasi Yer atrofidagi fazoga chiqariladi va to‘liq o‘rganishga erishiladi hamda Oy, asteroidlar va yaqin planetalarda inson uchun kosmik stansiyalar quriladi (bu hozir­da mavjud bo‘lgan usullardan arzon va xavfsiz bo‘ladi), kibernetika sohasida hozirda mavjud bo‘lgan planar strukturalardan o‘lchamlari molekular o‘lchamiga teng bo‘lgan hajmiy mikrosxemalariga o‘tish sodir bo‘lishi (kompyuterlarning ishchi chastotasi teragers qiymatga yetadi, neyronga o‘xshash elementlardan tuzilgan sxemalar paydo bo‘ladi, oqsil molekulalaridan tuzilgan xotira hajmi terabaytlarda o‘lcha­nadigan, saqlash davri uzoq bo‘lgan xotira elementlari paydo bo‘ladi, inson aqlini kom­pyuterga «ko‘chirish» mumkin bo‘lib qo­­ladi), aqlli yashash muhitini yaratish, ya’ni barcha tashkiliy qismlarga mantiq elementlarini kiritish hisobiga biz yashayotgan atrof-muhit «aqlli» va inson yashashi uchun to‘la qulay bo‘lib qolishiga erishish mumkin. Ushbu kutilayotgan natijalar nanotexnologiya­ning hozirgacha bo‘lgan istiqbollari va ke­lajakdagi imkoniyatlaridan kelib chiqqan holda sanab o‘tildi.
Umuman olganda, har qanday texnolo­giyaning rivojlanishi insonlarning turmush tarzini yaxshilash, yashash darajasini oshi­rish uchun xizmat qiladi, shu o‘rinda nanotexnologiyalar ham insonning yashash tar­zida, ish faoliyatida katta yordam beradi.