Materialshunoslik va yangi materiallar texnologiyasi

Nanotexnologik materiallar
Yaqin yaqin vaqtlargacha kimyo, fizika sohasidagi olib borilayotgan ishlar natijasida avvaliga juda katta va murakkab tuzilishli materiallar o’rganilgan bo’lsa, keyinchalik ushbu strukturalar tarkibini nisbatan mayda fundamental bloklarda tadbiq etishga o’tildi. Ushbu ndashuv ba’zan “yuqoridan pastga” deb nomlanadi. Texnika rivojlanishi bilanskanerlovchi mikroskopiya alohida atom va molekulalarni kuzatish imkonini yaratdi, yangi strukturalar yaratish uchun atom va molekulalarni manipulyatsiyalash imkoni yuzaga keldi, shu bilan birga atom darajasidagi o’lchamga ega elementlar asosida qurilgan (“materiallar dizayni” deb nomlanuvchi) yangi materiallar olindi.
Atomlarni extiyotkorlik bilan yig’ish imkoni mexanik, elektrik, magnit va boshqa xossali materiallar yaratish yo’llarini kengaytirdi. Biz bu tanlovni “pastdan yuqoriga” deb ataymiz, bunday tarkibli yangi materiallarni o’rganish bilan nanotexnologiya shug’ullanadi, “nano” iborasi elementlar strukturasining o’lchami nanometr birligi bo’yicha (10^-2m) darajasini anglatadi. Bunda so’z 100nm dan kichik, atom diametri o’rtacha 500 ekvivalent o’lchamli element strukturalari haqida boradi. Ko’rilayotgan materiallarga yana bir misol uglerodli nanotrubkalardir. 3.9 bo’limda mufassal ko’rib chiqiladi. Kelajakda bizlar albatta nanotexnologiya materiallarining afzalliklarini aniqlashga muvaffaq bo’lamiz.
Keltirilgan moddalarda ayrim fizik kimyoviy xossalar zarra xajmi atom o’lchamiga yaqinlashgani kabi sezilarli darajada o’zgaradi. Masalan, makroskopik sohadagi xira materiallar nanodarajada shaffof bo’lishi mumkin, ayrim qattiq zarralar suyuqlikka o’zgarishi, kimyoviy turg’un materiallar yonuvchan bo’lishi, shuningdek elektr izolyatorlar o’tkazgichlarga aylanishi mumkin. Bundan tashqari tarkib nano o’lcham doirasidagi xajmga bog’liq bo’lishi mumkin. Ushbu ko’rinishlarning ayrimlari kvant mexanikasidan kelib chiqqan boshqalari esa sirt xodisalari – atomlar nisbatiga bog’liq, yuza qismlarda joylashgan zarralar keskin oshadi, o’lchami esa kamayadi.
Ushbu noyob va g’aroyib tarkiblar sababli nanomateriallar elektron, biotibbiyot, sport, energiya ishlab chiqarish va boshqa sanoat soxalarida o’z o’rniga ega va keng foydalaniladi. Ularning ayrimlari quyida muxokama qilinadi:

• 
  Avtomobil katalizatorlari (Muxim materiallar)
  
• 
  Nanokarbon – flurenilar, uglerodli nanonaychalar va grafen
  
• 
  Avtomobil shinalari uchun armatura sifatida qurum zarralar
  
• 
  Nanokompozitlar
  
• 
  Qattiq disklar uchun foydalaniladigan magnit nanoo’lchamli donalar
  
• 
  Magnit lentalarda ma’lumotlarni saqlovchi magnit zarralar
  

Har doim yangi material ishlab chiqilganda uning insonlar va xayvonlarga nisbatan zararli, toksik ta’sir o’tkazish saloxiyatini xisobga olish lozim. Mayda nonozarralar xajmiy maydonga nisbatan xaddan tashqari katta sirtga ega bu o’z navbatida yuqori reaktivlik qobiliyatini yuzaga keltiradi. Nanomateriallar xavfsizligi nisbatan o’rganilmagan bo’lsada ma’lum taxdidlar mavjud ya’ni ular nisbatan yuqori tezlikda teri orqali organizmga, o’pkaga va oshvozon ichak yo’llariga so’rilishi mumkin, va ba’zida ular yetarli miqdorda mavjud bo’lsa DNK ni zararlaydi yoki o’pka saratonini yuzaga keltiradi va salomatlik uchun xavf tug’diradi.