Islom karimov nomidagi toshkent davlat texnika universiteti nodira nishonova

Nanotexnologiyaning tarixiy falsafiy ildizlari. Nanotexnologiyalarning tarixi antik davr mutafakkirlar ta’limotlarida uchratish mumkin. Grek faylasufi Demokrit 2400 yil oldin moddaning eng mayda zarrachasini ta'riflash uchun birinchi bo‘lib “atom” so‘zidan foydalangan. Shveysariyalik fizik Albert Eynshteyn 1905-yilda qand (shakar) molekulasining o‘lchami taxminan 1 nanometrga teng ekanligini isbotlab bergan. 1931 - yilda nemis fiziklari Maks Knoll va Emst Ruskalar birinchi marta nano obyektlarni o‘rganish mumkin bo‘lgan elektron mikroskop yaratdilar⁴².
Yuqorida ta’kidlab o‘tganimizdek, 1959-yilda amerikalik fizik Richard Feynman miniatyuralash kelajagini baholay olgan ishlarini e'lon qildi. Nanotexnologiyalarning asosiy holatlari, uning Kaliforniya Texnologik Institutida o‘qilgan (U yerda - pastda joylar ko‘p) (“There's Plenty of room at the Bottom”) deb nomlangan mashxur ma’ruzasida belgilab berilgandi. Feynman fizikaning asosiy qonunlari nuqtayi nazaridan narsalarni to‘g‘ridan-to‘g‘ri atomlardan hosil qilish mumkinligini ilmiy tomondan tasdiqlab berdi. O‘sha vaqtda uning bu so‘zlari faqat bir sabab bilan fantastikaga o‘xshab ketar edi: ayrim atomlar bilan operatsiyalar o‘tkazish mumkin bo‘lgan texnologiyalar (yani atomni aniqlab olish, uni olib boshqa joyga qo'yish) xali yo‘q edi. Bu sohaga qiziqishni kuchaytirish uchun Feynman, kim birinchi bo‘lib kitobning bir betini igna uchiga yozib bersa u 1000 dollar berishni va’da qildi. Bu narsa 1964-yildayoq amalga oshirildi. 1968-yilda Amerikaning Bell kompaniyasining ilmiy bolimi xodimlari Alfred Cho va Jon Arturlar sirtni nano-qayta ishlashning nazariy asoslarini ishlab chiqishdi.⁴³
1974 - yilda yaponiyalik fizik Norio Taniguchi ilmiy atamalar qatoriga “nanotexnika” so‘zini kiritdi, u bu so‘z bilan o‘lchamlari 1 mikrondan kichik bolgan mexanizmlarni (uskunalarni) atashni taklif etdi.
1981 - yilda germaniyalik fiziklar Gerd Binnig va Genrix Rorerlar skanerlovchi tunnel mikroskopini yaratishdi, bu uskuna materialga atomar darajada ta'sir ko‘rsata oladi. Ular 4 yildan so‘ng Nobel mukofotini oldilar.
1985 - yilda Amerika fiziklari Robert Kerl, Xerold Kroto va Richard Smollilar diametri 1 nanometrga teng bo‘lgan buyumlarni aniq o‘lchay oladigan texnologiyani yaratdilar.
1986 - yilda tunnel mikroskopidan farqli ravishda barcha materiallar bilan o‘zaro ishlay oladigan atomiy - kuch mikroskop yaratildi. 1986- yilda nanotexnologiyadan keng omma ham xabar topdi. Amerikalik futurolog Erik Dreksler nanotexnologiyalar yaqin vaqtlar ichida tez rivojlanib ketishini bashorat etgan kitobini nashr qildi.
1989 - yilda IBM kompaniyasi xodimi Donald Eygler o‘z firmasining nomini ksenon atomlari bilan yozib berdi.
1998 - yilda gollandiyalik fizik Seez Dekker nanotranzistorni yaratdi. 2000-yilda AQSH hukumati “Milliy nanotexnologik tashabbus”ini e'lon qildi (National Nanotechnology Initiative). O‘sha vaqtda AQSH federal budjetidan 500 mln. dollar ajaratildi. 2002-yilda bu mablag1 604 mln. dollargacha oshirildi. 2003-yilga 710 mln. dollar so‘raldi, 2004-yilda AQSH hukumati bu sohadagi olib borilayotgan izlanishlarga 4 yilga mo‘ljallangan 3,7 mlrd. dollar ajratdi. Umumiy ravishda butun dunyoda bu sohani o‘rganishga kiritilgan mablag 12 mlrd. dollarni tashkil etdi! 2004-yilda AQSH hukumati endi “Milliy nanotibbiyot” tashabbusini “Milliy Nanotexnologik tashabbusi”ning bir qismi hisoblab qo‘llab quvvatladi. Nanotexnologiyalami bunday tez rivojlanishi ommaning katta miqdordagi axborotni qamrab olishga bo‘lgan ehtiyojidan kelib chiqqan. Zamonaviy kremniy chiplar (integral sxemalar) turli texnik zaruratlar natijasida yana taxminan 2012-yilgacha kichiklashib boraveradi. Ammo yomakchasining eni 40-50 nanometr bo‘lganda kvant mexaniq buzilishlar oshib boradi: elektronlar tunnel effekti hisobiga tranzistorlardagi o‘tish yo‘laklarini teshib o‘ta boshlaydi. Bu esa qisqa tutashuv degani. Buni yengib o‘tish uchunkremniy o‘rnigao‘lchamlari birnecha nanometr bo‘lgan uglerod birikmali nanochiplar qo‘l kelishi mumkin edi. Hozirgi vaqtda bu yo‘nalishda katta izlanishlar olib borilmoqda.⁴⁴
Nima uchun nanotexnologiya sohasiga qiziqish juda katta? Javob oddiy: atomlar juda kichik guruxlarda, ko‘pgina guruxlardan farqli ravishda o‘zini odatdagiday tutishmaydi. Zamonaviy olimlar hatto alohida atomning ham xususiyatlarini o‘rganishlari mumkin. Masalan, ular nanodarajada kvant xususiyatlarini tadqiq qilishmoqda. Bu bilan atom atrof muhitga ta'sir ko‘rsatmaydi deb aytish mumkin emas, shunga qaramasdan, bu atrof muhit inson tanasi o‘lchamlariga nisbatan ancha kichikdir.
Nano olamda ochilmagan sirlar juda ko‘p. Masalan, nanomateriallar N'yutonning mexaniqa qonunlariga bo‘ysunmaydi. Gap shundaki nanomasshtablarda kvant mexaniqasi qonunlari ustunlik qiladi. Katta masshtabdagi darajalar bilan solishtirganda nanomasshtab yana bir boshqa daraja bo‘libgina qolmay balki yangi sifatli o‘zga bir darajadir. Nanomasshtabli sistemalar kvant qonunida ham mavjud faqat ularni eng yaxshi mikroskop va boshqa asboblar yordamida ko‘rish mumkin. Avvallari fantastlarning ovunchog‘i bo‘lgan kvant qonunlari hozirda nanotexnologik tadqiqotlarning kunlik ish quroliga aylanib bormoqda.
Barcha tabiat hodisalari bir-biri bilan uzviy bog‘liqlikda bo‘lishiga qaramasdan inson uni biror bir tomonidan o‘rganishga ko‘nikib qolgan. Tabiat hodisalari kimyogar uchun boshqacha, tabiatshunos uchun boshqacha yoki biolog uchun boshqacha bo‘lib ko‘rinadi. Shuning uchun ham har qanday fan o‘zining ma'no-mazmunini aks ettiradigan xususiy atamalar va tushunchalar tizimiga ega bo‘ladi. Shu o‘rinda nanotexnologiya sohasining ayrim muhim tushunchalariga to‘xtalib o‘tamiz.
Nanotexnologiyaning asosiy tushunchalari va materiallarini ilmiy-texnik tadqiqotlar sohasida chegaralaydigan bo‘lsak:
- Fizikada: analitik va mexaniq uskunalar va qurilmalar, tonirovka qiluvchi zondli mikroskoplar, yaqinni ko‘rsatuvchi optik mikroskoplar, optik “qisqichlar”. Nanotuzilmalarning. elektron, magnit, optik xususiyatlari, nanomexaniqa, tuzilmalar va ob'ektlarning o‘zini o‘zi tashkil qilishi;
- Kimyoda: Zarralar, qoplamalar, qovaksimon materiallar, dendrimer molekulalar, nanotolali kompozitlar, DNK asosidagi tuzilmalar;
- Elektronikaga oid: optik, elektron va ionli o‘ramlardan foydalangan holda litografiya, ko‘pqatlamli magnitli datchiklar, mexaniq mikrozondlar yordamida axborotni yozib olish, ulagichlar, o‘tkazgichlar sifatida nanotrubkalardan foydalanish va boshqalar;.
- Biologiya sohasida: Biomolekulalarning tahlili, hujayra jarayonlarining tahlili, riomineralizasiya, biologik motorlar, biokomp'yuterlar;
- Tibbiyotda: DNK antigenlari qismlarini sirtga surish orqali nanozarralarni olish, Organlar va to‘qimalarning holati haqida optik ma'lumot olish uchun nanozarralardan foydalanish, to‘qimalarning ayrim qismlarini ajratish va qizdirish uchun magnitli nanozarralarni qo‘llash, Preparatlarni nanozarralarga ko‘chirish hisobidan tananing immun (himoya) to‘sig‘ini bartaraf etish, DNK chiplar yaratish va ulardan foydalanish, Biologik mos keluvchi materiallar va moddalar yaratish, tana holatini va preparatlarni belgilangan miqdorda kiritishni nazorat qilish uchun implantantlardan foydalanish, miya va asab tizimi bilan aloqani ta'minlovchi elektrodlarni yaratish va qo‘llash mansub bo‘ladi.