Қазіргі ғылым атомдық және молекулалық деңгейде материямен жұмыс істеу қабілетінің арқасында революциялық өзгерістерді бастан өткізуде. XXI ғасыр технологиялары адамзаттың алдында жақында ғана фантастикалық және қол жетпейтін болып көрінген мүмкіндіктерді ашуда. Метрдің миллиардтан бір бөлігі өлшеміндегі құрылымдармен манипуляциялар принципті түрде жаңа қасиеттері бар материалдар мен құрылғылар жасауға мүмкіндік береді. Нанотехнологиялар медицинада, энергетикада және өнеркәсіпте серпіліс уәдеететін ғылыми-техникалық прогрестің ең перспективалы салаларының бірін білдіреді. Наномасштабтағы заттармен жұмыс нысандарды сөзбе-сөз атом артынан атом құрастыру мүмкіндігін ашады. Осы саладағы жетістіктермен танысу біздің өміріміздің жақын болашақта қалай өзгеретінін түсінуге көмектеседі.
- Нанометр метрдің миллиардтан бір бөлігін құрайды, бұл адам шашынан шамамен 100 мың есе жіңішкерек. Мұндай масштабтарда әдеттегі материалдардың қасиеттерін өзгертетін кванттық эффектілер көрінеді. Нанобөлшектердегі алтын дәстүрлі сары түстің орнына қызыл немесе күлгін түске ие болуы мүмкін.
- Графен қазіргі заманның ең революциялық наноматериалдарының бірі болып табылады. Бір атом қалыңдығындағы осы көміртек парағы салмағы 6 есе аз болғанда болаттан 200 есе мықтырақ. Материал белгілі заттардың арасында рекордтық электр өткізгіштік пен жылу өткізгіштікке ие.
- Күмістің нанобөлшектері қуатты антибактериалдық қасиеттердің арқасында медицинада қолданылады. Олар төзімділіктің дамуынсыз 650-ден астам ауру тудыратын микроағзалар түрлерін жояды. Нанокүміс бар таңғыш материалдар жараның жазылуын жылдамдатып, инфекциялардың алдын алады.
- Көміртек нанотүтікшелер оралған графеннен тұратын цилиндрлік құрылымдарды білдіреді. Бұл түзілімдер алюминийден жеңілірек, бірақ беріктігі бойынша болатты ондаған есе асып түседі. Авиация мен ғарыш саласына арналған композиттік материалдарда қолдану табады.
- Кванттық нүктелер белгілі толқын ұзындығының жарығын шығара алатын жартылай өткізгіш нанокристалдар болып табылады. Кристалл өлшемі жоғары дәлдікпен сәулелену түсін анықтайды. Технология кеңейтілген түстер гаммасын көрсету үшін соңғы буын дисплейлерінде қолданылады.
- Наномедицина зақымдалған жасушаларға дәрі-дәрмектерді мақсатты жеткізу жүйелерін әзірлеуде. Нанобөлшектер дәрілік препаратты сау тіндерді айналып өтіп, ісікке тікелей жеткізе алады. Бұл химиотерапияның қосалқы әсерлерін азайтып, онкологиялық аурулар емінің тиімділігін арттырады.
- Өзін-өзі тазалайтын беттер лотос жапырақтарын көшіретін наноқұрылымдар негізінде жасалған. Жабын наномасштабтағы ерекше текстураның арқасында суды және ластануларды тебеді. Технология құрылыста, тоқыма өнеркәсібінде және әйнек өндірісінде қолданылады.
- Молекулалар өлшеміндегі наноботтар адам ағзасының ішінде жұмыс істеу үшін әзірленуде. Прототиптер қатерлі жасушаларды тану және оларға емдік заттарды жеткізу қабілетіне ие. Ғалымдар жақын ондаған жылдарда толыққанды медициналық наноботтардың пайда болуын болжайды.
- Аэрогель ауаға жақын тығыздығы бар әлемдегі ең жеңіл қатты материал болып табылады. Кремний диоксидінен жасалған наноқұрылымдық губка 99,8 пайызға кеуектерден тұрады. Сынғыштығына қарамастан, материал үлкен температураларды көтеріп, ең жақсы термооқшаулағыш болып қызмет етеді.
- Наносенсорлар белгілі заттардың жеке молекулаларын анықтай алады. Құрылғылар тыныс немесе қан талдауы бойынша аурулардың ерте диагностикасы үшін қолданылады. Сезімталдық дәстүрлі әдістерден мың есе асып түседі.
- Нанотехнологиялар негізіндегі күн батареялары жарықты түрлендірудің рекордтық тиімділігіне жетеді. Кванттық нүктелер мен наноқұрылымдар сәулеленудің неғұрлым кең спектрін пайдалануға мүмкіндік береді. Нанобөлшектері бар перовскит күн элементтері кремнийге арзан альтернатива болуы мүмкін.
- Нанофильтрлер суды вирустардан, бактериялардан және ерітілген ластағыштардан тазартады. Бірнеше нанометр өлшеміндегі кеуектер тек су молекулаларын өткізеді. Технология әлемнің құрғақ өңірлерінде ауыз су тапшылығы мәселесін шешеді.
- Наноэлектроника бірнеше нанометр өлшеміндегі элементтері бар процессорларды жасауға қарай жылжуда. Транзисторлар іргелі физикалық шектеулерге жақындайтындай кішкентай болады. Наноқұрылымдардағы кванттық компьютерлер есептеу қуатында төңкеріс уәде етеді.
- Нанокосылымдары бар ақылды материалдар сыртқы жағдайларға жауап ретінде қасиеттерін өзгертеді. Жабындар соққыда қатаяруы немесе температура өзгергенде түсін өзгерте алады. Нанобөлшектері бар тоқыма тасушыны салқындатып немесе жылытып, жылу алмасуды реттейді.
- Наноматериалдардың экологиялық тәуекелдері ғылыми қоғамдастықпен белсенді зерттелуде. Кейбір нанобөлшектер ағзаларда және қоршаған ортада жиналуы мүмкін. Нанопродукцияларды өндіру мен кәдеге жарату үшін қатаң қауіпсіздік хаттамалары әзірленуде.
Нанотехнологиялар толығымен ұғыну және игеру қажет көкжиектерді ашып, қарқынды дамуды жалғастыруда. Наноәзірлемелердің күнделікті өмірге интеграциялануы медицинаны, электрониканы және материалтануды қамтып, көпшілік ойлағаннан жылдамырақ жүруде. Этикалық реттеу және қауіпсіздікті қамтамасыз ету атомдық масштабтағы технологияларды енгізу кезінде маңыздылығы зор міндеттер болып қала береді. Алдағы ондаған жылдар наноденгейде материямен манипуляциялар өркениетті қаншалықты терең өзгертетінін және олар адамзаттың жаһандық сын-тегеуріндерін шешетінін көрсетер.
Добавить комментарий