AZƏrbaycan respublikasi təHSİl naziRLİYİ baki döVLƏt universiteti Kİmya faküLTƏSİNİn bakalavr təHSİl piLLƏSİ ÜZRƏ “nanokimyanin və nanotexnologiyanin əsaslari”

AZƏRBAYCAN RESPUBLİKASI TƏHSİL NAZİRLİYİ

BAKI DÖVLƏT UNİVERSİTETİ

KİMYA FAKÜLTƏSİNİN BAKALAVR TƏHSİL PİLLƏSİ ÜZRƏ

“NANOKİMYANIN VƏ NANOTEXNOLOGİYANIN ƏSASLARI”

FƏNNİNİN

PROQRAMI
Proqramın tərtibatçıları:
f.e.d., professor Ramazanov Məhəmmədəli Əhməd oğlu

k.e.n., Sadıqova Nurlana Dilqəm qızı

k.e.f.d, Hacıyeva Flora Vidadi qızı

Proqram Azərbaycan Respublikası Təhsil Nazirliyi Elmi-

Metodik Şurası “Kimya və kimya texnologiyasının əsasları”

bölməsinin 11.11.2011-ci il tarixli,117 nömrəli iclas

protokolu ilə fənn proqramı kimi tövsiyə edilmişdir.


Bakı-2011


Giriş: Əsas anlayışlar: nanoelm, nanotexnologiya, nanokimya, nanoquruluşlar. Nanomateriallar. Nanomaterialların təyin olunma kriteriyaları: kritik ölçü və funksional xassələr. Müxtəlif ölçülü kvant nanoquruluşları: 0D; 1D; 2D-quruluşlar.

Nanoölçülü sistemlərin əsas növləri: Nanoklasterlər. Metal nanohissəcikləri. Üzvi birləşmələr əsasında nanomateriallar (üzvi nanokristallar, blok-sopolimerlər əsasında nanomateriallar, supramolekulyar quruluşlar). Karbon nanoquruluşları (füllerenlər və nanoborular). Toz nanomaterialları. Kompaktlaşdırılmış nanoquruluşlu materiallar: nanostrukturlaşmış kristallar; nizamsız bərkcisimli quruluşlar (nanostrukturlaşmış metallar, ərintilər, nanostrukturlaşmış çoxlaylı materiallar).

Nanokompozit materiallar. Nanokompozitlərin təsnifatı (matrisanın kimyəvi təbiətinə görə, doldurucunun forma və xarakterinə görə). Polimer-qeyri-üzvi hissəciklər əsasında nanokompozitlər. Bioloji nanokompozit materiallar. Bioloji nanomateriallar.

Nanomaterialların alınması üsulları: Nanomateriallarının alınmasının inkişaf tarixi: 2 əsas texnoloji yanaşma: disperqasion (yuxarıdan aşağıya) və kondensasion (aşağıdan yuxarı). Nanoquruluşlu materialların əmələ gəlmə və stabilləşmə mexanizmləri. Nanomaterialların əsas alınma üsulları. Nanosistemlərin kimyəvi sintezi. Nanohissəciklərin və nanomaterialların kimyəvi xassələrinin xüsusiyyətləri. Nanohissəciklərin maye mühitlərdə alınması, kimyəvi redukisiya, məhlullarda reduskiya, mitsell, emulsiya və dendrimerlərdə reaksiyalar. Foto və radiasiya üsulu ilə kimyəvi reduksiya. Kriokimyəvi sintez. Termiki parçalanma (piroliz). Zol-gel üsul. Nanohissəciklərin elektrokimyəvi alınması üsulları. Nizamlı quruluşlu nanohissəciklərin alınması. Fiziki alınma üsulları: molekulyar dəstə metodu, ion bombardmanı metodu. Zərbə dalğaları. Aerozol metod. Vakuumda buxarlanma. Katod üzərində buxarlanma. Plazmokimyəvi sintez. Disperqasiya yolu ilə nanoölçülü hissəciklərin alınması. Metalların ultrasəslərlə disperqasiyası (sonokimyəvi sintez). Kondensasion metodlar (qaz fazada sintez). Nanohissəciklərin mexaniki alınması üsulları. Detonasion sintez və elektriki partlayış üsulu. İon-şüalanması epitaksiyası. Yüksək temperaturlu sintez. Nanostrukturlaşmış materialların alınması üsulları. Tozların kompaktlaşdırılması (Qleyter metodu, presləmə və bişirmə, elektrik boşalması ilə bişirmə). Yarımkeçirici nanohissəciklərin alınması üsulları. Altlıq üzərində çökdürülmə.

Nanoölçülü sistemlərin tədqiqat üsulları: Mikroksopik tədqiqat üsulları. İşıqlanan elektron mikroskopiyası. Skanedici zond mikroskopiyası (skanedici tunel, atom-qüvvət), optik mikroskopiyası. Zond mikroskoplarının iş prinsipi. Zond mikroskopiyasının əlavə imkanları:atom manipulyasiyası və litoqrafiya. Spektroskopik tədqiqat metodları. Nanohissəciklərdə lüminessensiya. Nüvə maqnit rezonansı (NMR). Oje spektroskopiya.

Üzvi nanoquruluşlar və polimerlər: Üzvi quruluşlar və polimerlər. Üzvi quruluşlar və polimerlər. Polimerləşmə. Polimer quruluşların ölçüləri. Aromatik nanokristal birləşmələr. Keçirici polimerlər. Blok-sopolimerlər.

Nanokimyanın əsas problemləri: Nanokimyanın tədqiqat sahələri. Hissəciklərin ölçülərinin onların kimyəvi xassələrinə və reaksiya qabilliyyətinə təsiri. Ölçü effektləri: trivial (hissəciklərin ölçülərinin kiçildikcə sistemin termodinamik və kinetik xassələrin dəyişməsi); həqiqi (disperslik artdıqca sistemin xassələrin vəsfi çevrilmələri). Ölçü effektlərinin yaranması səbəbləri.

Nanohissəciklərin və onların davamlılıq problemləri; stabilliyi təmin edən faktorlar. Nanohissəciklərin stabilləşmə üsulları. Üzunmüddət yaşayan metastabil hallar. Nanokristallik vəziyyətdə maddələrin aşağı davamlılığının səbəbləri. Fazalararası birləşmələr, onların xassələrin və reaksiya qabilliyətinin formalaşmasında oynadığı rolu.

Nanoobyektlərin fiziki xassələri:

Yarımkeçirici nanomateriallar. Metalların və yarımkeçiricilərin nanokristallik vəziyyəti, zona quruluşu. Nanokristallik yarımkeçiricilərdə eksiton keçidlər. Qadağan olunmuş zonanın eni.

Maqnit nanomateriallar. Hissəciklərin ölçülərinin ferromaqnetik materialların xassələrinə təsiri. Ölçü faktorlarından asılı olan əsas parametrlər. Maqnit hissəciklərinin ölçüləri kiçildikcə koersitiv qüvvənin dəyişməsi. Maqnit hissəciklərdə superparamaqnitizm.

Bioloji nanostrukturlar və bionanotexnologiya: Nanobiotexnologiyanın inkişaf istiqamətləri. Canlı orqanizmin həyat fəaliyyətində nanoquruluşların rolu. Bioloji nanoquruluşlar. Bioloji quruluş materialların ölçüləri və nanoquruluşlar. Nüklein turşuları və zülallardan təşkil olunmuş nanoquruluşlar. Polipeptid nanozənciri və zülal nanohissəcikləri. Canlı oraqnizmlərdə nanoquruluşlar. Genoçiplər. Bioinformatikanın əsasları, gen və bioçeviricilər. Gen diaqnostikası, müalicəsi və biomateriallar. Gen mühəndisliyinin əsasları. Nanohissəciklərin canlı sistemlərdə yaratdığı dəyişikliklər. Antiseptik, antimikrob nanohissəciklər və onların tətbiqləri.

Nanotexnologiyalar. Tətbiq sahələri və inkişaf perspektivləri.

Nanoquruluşların kimya və kimya texnologiyasında tətbiqi. Nanokatalizatorların istifadəsi. “Molekulyar ələklər” məsaməli nanomateriallarının tətbiqi ilə qaz qarışıqlarının qaz-diffuziya ayrılması. Nanokimyəvi texnologiyalar və ətraf mühitin qorunması. Nanoquruluşların əsasında konstruksiya və instrumental materiallar. Nanoelektronikanın və nanofotonikanın elementləri (yarımkeçirici tranzistorlar və lazerlər, fotodetektorlar, günəş elementləri, nanosensorlar və sair). Nanoenergetika. Yanacaq elementləri və enerjinin saxlanma qurğuları. Karbon nanoborularının tətbiqi. Nanotexnologiyaların biologiyada və tibbdə tətbiqi. Biomolekullar əsasında süni nanoquruluşların alınması. Dərman preparatlarının işlənməsi və analizi. Dərman maddələrinin hüceyrə daxilinə daşınması. Nanokapsul və nanosferlərin xərçəng şişi, hepatit və GİÇS-in müalicəsində rolu. Xərşəng şişlərinin dəmik oksid vasitəsilə müalicəsi. Nəcib metalların oksidləri. Nanokristallik oksidlər. Filtrləyici membranlar,nanodəsmallar və sair.

Əsas ədəbiyyat
1. Сергеев Г.Б. Нанохимия. М.: Изд-во МГУ. 2003. 288 с.

2. Пул Ч., Оуэнс Ф. Нанотехнологии. М.: Техносфера. 2004. 327 с.

3. Гусев А.И. Наноматериалы, наноструктуры, нанотехнологии. М: ФИЗМТЛИТ. 2005. 416 с.

4. Суздалев И.П. Физико-химия нанокластеров, наноструктур и наноматериалов. М.: КомКнига. 2006. 592 с.

5. А.Д.Помогайло, А.С.Розенберг, И.Е.Уфлянд Наночастицы металлов в полимерах- М. Химия, 2000-672 с.

6. В.Миронов. Основы сканирующей зондовой микроскопии, М. Техносфера, 2004.-144 с.

7. В.В.Старостин Материалы и методы нанотехнологии. Москва БИНОМ. Лаборатория знаний, 2008.-431 с.

8. A.M.Məhərrəmov, M.Ə.Ramazanov, L.İ.Vəliyeva Nanotexnologiya, Bakı 2007, Çaşıoğlu nəşriyyatı 232 s

Əlavə ədəbiyyat
1. Нанотехнология в ближайшем десятилетии. Прогноз направления исследований./ Под ред. М.К. Роко, Р.С. Уильямса и П. Аливисатоса. Пер. с англ. – М.: Мир, 2002. – 292 с.

2. Рыбалкина М. Нанотехнологии для всех. Nanotechnology News Network– 2005.– 444 с.

3. Н. Кобаяси В. Введение в нанотехнологию М.Бином. Лаборатория знаний, 2005-134с