"Nano" sözü latınca "nanus" "cirtdan" sözündən götürülmüşdür və birbaşa hissəciklərin çox kiçik olmasını göstərir. Alimlər "nano" sözünə daha dəqiq məna veriblər: 1 nanometr metrin milyardda bir hissəsidir (1nm=10-9 m)

Sual 1

"Nano" sözü latınca "nanus" – "cirtdan" sözündən götürülmüşdür və birbaşa hissəciklərin çox kiçik olmasını göstərir. Alimlər "nano" sözünə daha dəqiq məna veriblər: 1 nanometr metrin milyardda bir hissəsidir (1nm=10–9 m).

Nanokimyanın əsas fərqli cəhəti xassələrdə ölçü effekti – hissəcikdə molekul və atomların sayının dəyişməsi ilə fiziki-kimyəvi xassələrin və reaksiyaya girmə qabiliyyətinin əsaslı dəyişməsidir. Nanohissəciklərin xassələri maddənin makroskopik miqdarındakı xassələrindən kəskin fərqlənir. Bu effekt hissəciklərin ölçüləri təqribən 10 nm-dən az olduqda meydana çıxır. Məsələn, qızılın nanohissəcikləri suda bərabər paylanaraq kolloid məhlul–gel əmələ gətirir. Ölçüsündən asılı olaraq gel müxtəlif rənglər alır.

Son illər "nanotexnologiya" tеrmiпiпэ tez-tez rast gəlirik. Ona qısa olaraq "nanotek" də deyirlər. Вu texnologiya mаddэ haqqrnda mtixtэlif fikir və уаnaşmaları, mаddэуа təsirin müxtəlif üsullarını özündə birləşdirir. Nanotexnologiya –materiallara bir atomla və ya maddənin bir molekulu ilə təsir etməklə onların ayrılması , yığılması və xassələrin dəyişməsi prossesidir. Nапоtехпоlофуа – maddənin gizli qalan və qiymətli xassələrini öyrənən texnologiyadrr. Ümumiyyətlə nanotexnologiya atom və molekulların sərbəst manipulyasiya etmək imkanı verən texnologiya yanaşı 1/100 nm tərtibində maddənin quruluş və tərkibini tənzimləmək imkanına malik üsullardır. Nanotexnologiya informatika sahəsində inqilabi dəyişikliklər nıticəsində meydana gəlmiş və inkişaf etmişdir. Nanotexnologiya sahэsindэ уароп tətqiqatçılarlnln əldə etdidiklərii nailiyyatlэr dünyada ən yüksək göstəriciyə malikdir. Bu gcistэricidэ birincilik uğrunda Ьir çox dövlətlər arasında гаqаЬət gedir və араrılаn tədqiqatlar, əsasən, informatika texnologiyası və biologiya еlmiпdə əldə edilacək nailiyyətlərə yönəldilmişdir. 1990-cı ildə " İnsan Gепоmu " adlı beynəlxalq proyektin reallaşması yolunda aparılan tədqiqatlar пəticəsində genetik iпfоrmаsiуanı oxumaq üçün 3 milyard nukleotid qalığının ardcılllığı təyin edilmiş, bununla da biologiyada va tibbda yüksək sıçrayış baş vermişdir. "insan Genomu" рrоуеkti 2000-ci ildэ başa çatmışdır. Beləlikə, insan orqanizminə mэxsus genetik informasiya alimlər tərəfindən оxunmuş və yeni dərmап рrераrаtlаrının istehsalına başlanılmışdr. Bu istiqamətdə aaparılan tətqiqatlar bizi o qənaətə gətirir ki, XXI əsrdə buraxılan dərman preparatları fərdi şəkildə yəni hər bir xəstənin genetik informasıyasına uyğun hazırlanacaq.İnsan genomundan sona aparılan tədqiqatlar zülalların molekulyar quruluşunun öyrənilməsi istiqamətində gedəcək, başqa sözlə desək onların canlı orqanizmdə funk xüsusiyyətlərini qarşılıqlı təsir mexanizmləri öyrəniləcək. Bu dediklərimizi ümumiləşdirərək nanoelmə tərif verı bilərik. Nanoelm – fənnlər arası və ya fənnləri bir biri ilə əlaqələndirən elmi istiqamətdir. Bir neçə nanometr tərtibində baş verən prosseslərin və obyektlərin fiziki-kimyəvi xassələrini fundamental şəkildə öyrənir. Hazırkı dövrdə nanomaterialların yaranması elmi fəaliyyətin obyekti olmuşdur. Nanoelmin tapşırığı nanoobyektlərin – maddə və materialların mexaniki, elektriki, maqnit, optiki və kimyəvi xüsusiyyətlərinin toplusunun tədqiqidir Nanoelm kimya, fizika, materialşünaslıq və kompyuter texnologiyasının kəşişməsində inkişaf edir. O, çoxsaylı əlavələrə malikdir. Nano elmi və nanotexnologiyanın imkanları haqqında ilk dəfə dünyaşöhrətli fizik, Nobel mükafatı laureatı Riçard Feynmanın Kaliforniya Texnologiya İnstitutunda 1959-cu ildə oxuduğu mühazirədə söyləmişdir.

Sual 2.

Вərk cisimlərin bir çох xüsusiyyətləri onun məxsusi ölçülərindən asılıdır. Fizikanın mexanika, elektromaqnetizm, optika va s. bölmələrində, əsasən, ölçüləri millimetrlə kilometr arasında уеrləşən cisimlər öyrənilir. Веlə cisimlərin хаssаləri, məsələn, mexanikada sıxlıq va Yunq modulu, elekromaqnetizmdə elektrik gərginliyi, optikada dielektrik ntifuzluýu чэ s. ortalanmrg xarakteristikalara malik оlur, Lakin hesablamalаr mikron va уа папоmеtr diapazonunda apanldrqda, cisimlərin bir çox хаssələri - mexaniki, seqnetoelektrik чə fеrrоmаqпit xassaləri daşıyır. Bundan ötrü isə mütləq makroskopik səviyyədəki cisimlərin хаssələrini də bilmək lazımdır. Nanozərrəciyin ölçüsünün kiçilməsi ilə enerji keçidləri arasındakı enerji yəni kvantların şüalanma enerjisi də artır. Ümumi halda kvant-ölçü effektinə belə tərif vermək olar: Kvant-ölçü effektləri dedikdə, hərəkəti bir, iki və ya üç istiqamətdə məhdudlaşan yükdaşıyıcı enerjinin kvantlanması ilə bağlı effekt başa düşülür. Ümumiyyətlə, kvant-ölçü effektləri zamanı istilik tutumu, elektrik keçiriciliyi və elektronların nəqli, bir sıra optiki, maqnit və termodinamik xassələrin dəyişməsi baş verir. Termodinamik xassələrə misal olaraq ərimə temperaturunun nanozərrəciyin ölçülərindən asılılığını nəzərdən keçirək. Müəyyən olunub ki, ərimə temperaturunun ölçülərdən asılılığı onunla izah olunur ki, nanozərrəcik daxilindəki atomlar əlavə səthi təzyiqə məruz qalır və bu onların Qibbs enerjisini dəyişir. Qibbs enerjisinin təzyiq və temperaturdan asılılığını təhlil edən tədqiqatçılar ərimə temperaturu ilə nanozərrəciyin radiusu arasında mövcud olan sadə tənliyi - Qibbs-Tomson bərabərliyini almışlar:

)

Burada - r radiuslu nanozərrəcikdən ibarət nano obyektin ərimə temperaturu, (∞) - adi metalın (həcmli fazada) ərimə temperaturu, - maye və bərk faza arasında səhti gərilmə, - xüsusi ərimə istiliyi, bərk cismin sıxlığıdır. 2 növ ölçü effektlərinin varlığı müəyyən edilmişdir: daxili və xarici. Daxili effektlər həm ayrı-ayrı zərrəciklərin, həm də özbaşına qablanma nəticəsində yaranan “ansamblların” məxsus olduğu səthi və həcmi dəyişikliklər ilə sıx bağlıdır. Xarici effektləri isə daxili effektlərdən asılı olmayan xarici sahəyə və ya təsir qüvvəsinə verilən “cavab” kimi qiymətləndirmək olar. Kvant-ölçü effektinə verdiyimiz tərifdən aydın olur ki, zərrəciyin ölçüsünün 1, 2 və ya 3 istiqamətdə dəyişməsi enerji zonasının hissəvi kvantlanmasına səbəb olur. Bundan asılı olaraq nanoquruluşların 3 növünü ayırd edirlər: kvant çuxurları, kvant naqilləri (buna bəzi hallarda kvant ipləri, və ya kvant telləri də deyirlər) və kvant nöqtələri (süni atomlar). Əgər nümunənin ölçüləri bir istiqamətdə nanometr diapazonunda, digər 2 istiqamətdə isə böyük makroskopik diapazondadırsa, alınan quruluş kvantçuxurları adlanır. Nümunənin ölçüləri 2 istiqamətdə nanometr diapazonunda, bi istiqamətdə isə makroskopik diapazondadırsa, belə quruluş kvant naqilləri adlanır. Nümunənin ölçülərini hər 3 istiqamətdə nanometr diapazona qədər kiçiltdikdə alınan quruluş kvant nöqtələri olacaq. Hal-hazırda elmə nanoquruluşların aşağıdakı növləri məlumdur: 1. Nanozərrəciklər və nanoklasterlər; 2. Füllerenlər və nanoborular; 3. Nanoiplər; 4. Nanoməsaməli quruluşlar; 5. Nanolaylar və nanosəthlər; 6. Nanokristallik materiallar

Sual 3.

Nanoobyektlərin təsnifatının çoxsaylı müxtəlif üsulları mövcuddur. Onların ən sadəsinə uyğun olaraq bütün nanoobyektləri iki böyük sinifə bölürlər – bütöv (“xarici”) və məsaməli (“daxili”) (sxemi). Bütöv obyektlər ölçülərinə görə təsnifatına ayrılır: 1) üçölçülü həcmi (3D) quruluşları, onları nanoklasterlər adlandırırlar (cluster – toplaşma, salxım); 2) hamar ikiölçülü (2D) obyektləri – nanoplyonkalar; 3) xətti birölçülü (1D) quruluşlu – nanoionitlər və yaxud nanoməftillər (nanowires); sıfırölçülü (0D) obyektləri – nanonöqtələr və yaxud kvant nöqtələri. Məsaməli struktura nanoborular (bax müh 4) və nanoməsaməli materiallar aiddir, məsələn, amorf silikatlar. Qismən daha aktiv öyrənilən quruluş –