Qrup: 222a5 Müəllimə: Qasımova Sevda

Ad:Həmid Şıxməmmədov
Fakultə:Energetika ve avtomatika
İxtisas:Elektrik ve elektronika mühendisliyi
Qrup:222a5
Müəllimə:Qasımova Sevda
Tetbiqi Fizika
Nanotexnogiyanın meydana gəlməsi və inkişafı
Nanotexnologiya
Nanotexnologiya — təqribən 1 – 100 nm (1 nm = metrin milyardda biri) miqyasında, molekul və ya makromolekullar və atom səviyyəsində araşdırmaların və texnoloji proseslərin inkişaf etdirilməsi, atom və molekullar səviyyəsində, tamamilə yeni fiziki və kimyəvi keyfiyyətlərə malik olan strukturların, sistem və qurğuların yaradılması və tətbiq edilməsi, atom səviyyəsində baş verən proseslərə nəzarətin və manipulyasiyanın həyata keçirilməsidir. Nanotexnologiya – atom və molekullarla manipulyasiya edərək yeni keyfiyyətli materialların alınmasını və bu materiallardan istifadə edərək nanoölçülü maşın və mexanizmlərin, robotların, kompyuter çiplərinin, elektronika avadanlıqlarının, optik cihazların, sensorların, ətraf mühitin kimyəvi və fiziki təmizləyicilərinin, canlı orqanizmlərə maddələrin, o cümlədən dərman preparatlarının daşınmasını həyata keçirən qurğuların yaradılmasını nəzərdə tutur.
Nanotexnologiyanın tarixi
Nanotexnologiyanın geniş kateqoriyasına daxil olan konsepsiyaların və eksperimental işlərin inkişafını izləyir. Nanotexnologiya elmi tədqiqatlarda nisbətən yeni inkişaf olsa da, onun mərkəzi konsepsiyalarının inkişafı daha uzun müddət ərzində baş vermişdir. 1980-ci illərdə nanotexnologiyanın yaranmasına 1981-ci ildə skan edən tunel mikroskopunun ixtirası və 1985-ci ildə fullerenlərin kəşfi kimi eksperimental irəliləyişlərin yaxınlaşması, nanotexnologiyanın məqsədləri üçün konseptual çərçivənin aydınlaşdırılması və populyarlaşması səbəb olmuşdur. 1986-cı ildə "Yaradılış mühərrikləri" kitabının nəşri. Sahə 2000-ci illərin əvvəllərində həm potensial təsirləri, həm də molekulyar nanotexnologiyanın tərəfdarları tərəfindən nəzərdə tutulan tətbiqlərin məqsədəuyğunluğu və hökumətlərin nanotexnologiyaya dair tədqiqatları təşviq etmək və maliyyələşdirmək üçün hərəkətə keçməsi ilə bağlı geniş müzakirələrlə, artan ictimai məlumatlılıq və mübahisələrə məruz qaldı. 2000-ci illərin əvvəlləri nanotexnologiyanın kommersiya tətbiqlərinin başlanğıcını da gördü,baxmayaraq ki, bunlar sahənin nəzərdə tutduğu transformativ tətbiqlərdən daha çox nanomaterialların kütləvi tətbiqləri ilə məhdudlaşdı.
Azərbaycanda nanotexnologiyanın inkişaf perspektivləri
Yaşadığımız XXI əsrdə elm və texnikanın sürətli inkişafı bəşəriyyət qarşısında həlli dünənə qədər mümkün olmayan problemlərin həll olunması üçün geniş imkanlar açır. Ona görə bəşəriyyət bu yüzillikdə hansı qlobal problemlərin həll oluna biləcəyi haqqında çox düşünür və həlli mümkün olmayan suallara cavab tapmağa çalışır. Son illər dünya elminin əsas istiqamətlərindən biri sayılan nanotexnologiya çox böyük sürətlə inkişaf edir. Bu sahənin sürətli inkişafı qarşıya fundamental tədqiqat işləri aparmaq problemi qoymaqla yanaşı, universal biliyə malik ixtisaslı kadrların hazırlanmasını da ən vacib problem kimi ön plana çəkir.
Hazırda nanotexnologiyanın inkişafını informasiya texnologiyasından sonra üçüncü elmi texniki inqilab hesab edirlər və onun üçün inkişaf etmiş ölkələrdə bu sahələrə böyük maliyyə vəsaitləri ayrılır. Nanotexnologiya 0,1-100 nanometr ölçülu hissəcikləri və bu quruluşlarda baş verən fiziki, kimyəvi və bioloji hadisələri öyrənir. Bu elmi-texniki istiqamətin əsasını yeni nanoquruluşlu materialların alınması, tədqiqi və tətbiqi təşkil edir.
Nanotexnologiya yeniqeyri-adi xassələrə malik materiallar alınmasına imkan verir. Belə materiallardan elm və texnikanın müxtəlif sahələrində — biotexnologiyada, hərbi işlərdə, tibbdə, ətraf mühitin mühafizəsində və s. istifadə etmək mümkündür. Nanotexnologiya, həm də geniş ixtisaslararası elmi istiqamətlərin də formalaşmasına kömək edir. Ona görə də bu istiqaməti seçən hər bir mütəxəssis riyaziyyat, fizika, kimya, biologiya, materialşunaslıq, tibb, kompyuter texnikasından minimal biliklərə malik olmalıdır. Nanotexnologiyanın həll etdiyi problemlər fundamental və texnoloji həllə bağlı olduğu üçün burada elmi və mühəndis biliklərin sintezi mühüm şərtdir.
Eyni maddənin xassələri onu təşkil edən hissəciklərin ölçülərindən asılı olaraq kəskin fərqlənir. Fiziki və kimyəvi xassələrin nanoölçülü sistemlərdə kəskin olaraq dəyişməsi bu cür materialların texnikanın müxtəlif sahələrində tətbiqinə imkan yaradır. Məsələn, yüksək möhkəmliyə malik nanokristallik və amorf materiallar mikroelektronika və optoelektronika üçün nazik təbəqələrin və heteroquruluşların, kimya və neft kimyası üçün materialların alınmasında, müxtəlif təyinatlı çeviricilər üçün yeni nanokompozisiya materialların yaradılmasında, transplantasiya üçün biouyğun toxumaların, dərman maddələrinin hazırlanmasında və s.istifadə olunur.
Qeyriadi xassələrə malik nanoquruluşların formalaşması yeni üsulların və vasitələrin istifadəsi tələblərini qarşıya qoyur. Alınan quruluşun nanoquruluş olmasını müəyyən etmək üçün elektron və atom qüvvət mikroskoplarından istifadə edilməsi ən vacib məsələlərdəndir. Nanomaterialların öyrənilməsi, tədqiqi və elmin bir çox sahələrində onun tətbiqi, dünya əhəmiyyətli istiqamətin inkişafına nail olmaq üçün elmi-tədqiqat işləri ilə yanaşı, təhsilin də düzgün təşkil olunmasını aktual edir.
Nanotexnologiyanın inkişafını stimullaşdıran əsas amillərdən biri bu texnologiyaya əsaslanaraq yaradılmış yarımkeçirici nanoquruluşlar və onların bazasında gen mühəndisliyi, materialşünaslıq (səthi möhkəmlətmə, füllerenlər, katalizatorlar, membranlar) və kompyuter çipləri informasiyanın saxlanılması, ötürülməsi kimi işləri yerinə yetirə bilən, prinsip etibarilə yeni elektron qurğuların yaradılması olmuşdur.
Keçən əsrin 80-ci illərində tunnel və atom mikroskoplarının yaradılması nanotexnologiyanın inkişafına təkan verən ən vacib amillərdən biri olmuşdur. Son illər nanoölçülü sistem və quruluşlar fizikasında əldə edilən nailiyyətlər istiqamətdə aparılan fundamental işlər maddənin təbiəti haqqında yeni fikirlərin formalaşmasına səbəb olacaq nəticəyə gəlməyə imkan verir. Bu isə yaxın gələcəkdə kvant qurğularının yaradılması deməkdir.
Nanotexnologiyanın inkişafı ixtisaslararası tədqiqat işləri ilə xarakterizə olunaraq onların qarşılıqlı ideya, material, üsul və prosesləri üzərində qurulur. Qeyri-üzvi, üzvi və bioloji obyektlərin konvergensiyası nəticəsində yeni prinsipial materiallar, mikromexanizmlər, biokompyuterlər, intellektual materiallar, yeni növ tibbi texnologiyalar yaradılır.
Ekspertlərin rəylərinə görə, dünya bazarında nanotexnologiyanın sənaye tətbiqi üçün çəkilən xərclər 2015-ci ildə 1-2 trilyon ABŞ dolları həcmində olacaq. Bu zaman nanotexnologiyanın nailiyyətlərdən istifadə edilməsi 3 mərhələdə baş verəcək:
- Birinci mərhələdə maşınqayırma, yüngül sənaye, kosmetika və əzcaçılıq sənayelərində əldə edilmiş yüksək texnoloji məhsullar üstünlük təşkil edəcək;
- İkinci mərhələdə nanotexnologiyadan mikroprosessor texnikasında, nanosensor və nanoötürücülərin istehsalında, elektronika və yaddaş qurğularında istifadə olunacaq;
- Üçüncü mərhələdə isə nanotexnologiyalardan ön planda səhiyyə olmaqla istehsal sahələrində geniş istifadə olunacaqdır.
Hərbi ekspertlərin fikrincə, nanotexnologiya müasir hərbi əməliyyatların xarakterini də dəyişdirəcəkdir. Bu özünü silahlanmada, rabitədə, hərbçilərin müdafiə keyfiyyətli geyimində, hərbi tibb sahəsində və s. biruzə verəcəkdir.
Xaricdə nanotexnologiya sahəsində tədqiqatlar 2004-cü ildə 2003-cü illə müqayisədə 2 dəfə çox maliyyələşdirmiş və 10 milyard dollar olmuşdur. 2004-cü ildən nanotexnologiya üzrə Milli Proqramlar dünyanın 60 ölkəsində həyata keçirilməyə başlanmışdır.
Dünyada nanotexnologiya üzrə alınan patentlərin sayı və kapital qoyuluşlarının miqdarı ekspertlərin rəyincə, eksponensial qanunla artır.
2000-ci ildən başlayaraq ABŞ-da nanotexnologiyanın inkişafını reallaşdıran “Milli Nanotexnologiya Təşəbbüsü” Dövlət Proqramı həyata keçirilir və ona xərclənən maliyyə xərcləri ilbəil artır.
Azərbaycan Respublikasında çalışan alimlərin nanotexnologiya sahəsində apardığı elmi-tədqiqat işləri elmi səviyyəsinə görə aparıcı ölkələrin işlərinə yaxındır. Respublikamızda bu işlər yüksək nəzəri və təchizatı zəif eksperimental bazaya söykəndiyi üçün yaxın zamanlarda bu istiqamətdə dövlət səviyyəsində köklü dəyişiliklər baş verməsə, həmin tədqiqatlar yüksək texnologiyaya və diaqnostik tədqiqatlar sisteminə söykənməsə, ölkəmizdə həm tədqiqat işlərinin, həm də nanosənayenin inkişafı dünya səviyyəsindən çox geridə qalacaqdır.
Hazırda Azərbaycanda nanotexnologiya sahəsində aparılan elmi işlər dövlət büdcəsindən maliyyələşədirilən və zəif təchizatlı laboratoriyalarda, elmi-tədqiqat institutlarında və universitetlərdə həyata keçirilir.
Bütün inkişaf etmiş ölkələrdə nanotexnologiyanın inkişafı ilə əlaqədar Dövlət Proqramları qəbul olunmuş və uğurla həyata keçirilir. Ona görə Azərbaycan Respublikasında da bu istiqamətdə müəyyən elmi-tədqiqat işləri ilə bərabər, maariflənmə və kadr hazırlığı işləri də həyata keçirilməlidir.
Avropa Birliyi ölkələri nanotexnologiya sahəsində elmi-tədqiqat işləri aparmaq üçün büdcədən 4,865 milyard avro ayırmışlar. Bu isə onların elmə ayırdığı büdcənin təqribən 9-10 faizini təşkil edir. Analoji rəqəmləri ABŞ, Rusiya və Yaponiyanın dövlət büdcələrindən də misal gətirmək olar. Azərbaycanda isə bu sahəyə demək olar ki, çox cüzi pul vəsaiti xərclənir.
Azərbaycan Respublikasında hazırda nanotexnologiya sahəsi ilə məşğul olanların elmi potensialının aşağı və sayının az olduğunu nəzərə alıb, bu istiqamətdə kadr hazırlanması işini təşkil etmək lazımdır. Yaxın gələcəkdə nanotexnologiya məhsullarının Azərbaycana daxil olması proqnozlaşdırılır və bu faktın özü həmin istiqamətdə maarifləndirmə prosesinə başlamağı zəruri etmişdir. BDU-nun rektoru, akademik Abel Məhərrəmovun təşəbbusu ilə ölkəmizdə yalnız Bakı Dövlət Universitetində nanotexnologiya üzrə kadr hazırlanmasına başlanmışdır. BDU-da nanotexnologiya sahəsində elmi tədqiqat işlərini inkişaf etdirmək məqsədilə kimya, fizika, biologiya, tətbiqi riyaziyyat və kibernetika fakültələrinin bazasında “Nano araşdırmalar mərkəzi” açılmış və hazırda nanotexnologiyalar istiqamətində tədqiqat işləri aparılır. BDU-nun alimlərinin nanotexnologiyalar və nanomateriallar sahəsində apardığı elmi-tədqiqat işləri dünyanın bir sıra aparıcı jurnallarında dərc olunur. Onlar bu mövzuda keçirilən beynəlxalq konfranslarda və simpoziumlarda maraqlı və sanballı məruzələrlə çıxış edirlər.
2007-ci ildə akademik Abel Məhərrəmovun rəhbərliyi altında BDU alimləri tərəfindən təşəbbüs qrupu yaradıldı və Azərbaycan Respublikasında 2015-ci ilə qədər nanotexnologiyanın inkişaf proqramının layihəsi hazırlanaraq Nazirlər Kabinetinə göndərildi. Ayrı-ayrı nazirliklər və komitələr tərəfindən layihənin yüksək qiymətləndirilməsinə baxmayaraq onun qəbulu hələ də yubadılır. Azərbaycan xalqının kifayət qədər böyük intellektual potensialı var və ümidvar olmaq istərdik ki, yaxın gələcəkdə elmin bu aktual sahəsinə dövlət səviyyəsində diqqət artırılacaqdır.
Nanomateryalların erkən istifadəsi
Karbon nanoborucuqları Hindistanın Keeladi şəhərinin dulusçuluq məmulatlarında tapılıb. Eramızdan əvvəl 600–300-cü illər, lakin onların necə əmələ gəldiyi və ya onları ehtiva edən maddənin qəsdən istifadə edilib-edilmədiyi məlum deyil.Dəməşq poladında sementit nanotelləri müşahidə edilmişdir, bu material eramızdan əvvəl. 900-cü illərdə, onların mənşəyi və istehsal vasitələri də məlum deyil.