Нанотехнология

НАДИРБАЕВА ТОҒЖАН НУРУМҚЫЗЫ

МҰҚАНОВ МЕРХАТ СОЦИАЛҰЛЫ

НАНОТЕХНОЛОГИЯНЫҢ БҮГІНІ МЕН БОЛАШАҒЫ

«М.О.ӘУЕЗОВ АТЫНДАҒЫ ПЕДАГОГИКАЛЫҚ КОЛЛЕДЖІ» КМҚК

СЕМЕЙ ҚАЛАСЫ, ҚАЗАҚСТАН РЕСПУБЛИКАСЫ

Қазіргі кезде, нанотехнологиялық зерттеулермен дүниежүзінде 1600-ден астам ғылыми-техникалық компаниялар мен фирмалар, зертханалар мен орталықтар айналысса, олардың 28% АҚШ-та, 24% Жапонияда, 10% Ұлыбританияда, 9% Алманияда, 5%, ал Ресей 14% құрайды. Осылардың ішінде қазақстандық ғалымдар еңбектерінің еңбегі аздығы бізді қынжылтады, жігерлендіреді, сонымен қатар үміттендіреді.

Нанотехнология деген сөзді өзіміздің қазақ тілінде түсіндіретін болсақ, «кішкентай өлшемді технология» дегенді білдіреді. Бұл жерде «нано» сөзі миллиардтың бір бөлшегі деген ұғымды білдіріп, басқа физикалық қасиеттерге ие болады. Міне осы заңдылық арқылы, яғни материяның бір күйден екіншісіне өту кезіндегі өзгерістер арқылы өмірге, бұрын ешкімге белгісіз басқа жаңа технология еніп жатыр. Қазіргі заманауи «сандық» технологиямен үйлесімді жұмыс істейтін электронды құрылғылар – осы нанотехнологияның жемістері десек қателеспейміз.

 Нанотехнологиялар мен наноматериалдар әлемдегі барлық дамыған мемлекеттерде адамзат қызметінің маңызды салаларында, атап айтқанда: өнеркәсіп, ақпарат саласы, радиоэлектроника, энергетика, көлік тасымалы, биотехнология, медицинада қолданылуда.

Олай болса, біздің ойымызша, нанотехнология ілімінің саласын дамыту арқылы генетика, медицина, машина жасау, электроника, өндіріске арналған жаңа материалдар алу, техника мен өндірістің барлық түрлерін жаңа сапа деңгейіне көтеру мәселелерін толығымен шешуге болады.

«Нанотехнология» терминін қолданысқа алғаш рет 1974 жылы жапон физигі Норио Танигути енгізген.

Нанотехнологиямен айналысатын ғалымдардың бүгінде айқындап алған міндеттеріне:

- біріншіден, атомдарды өз қалауымызша орналастырып, ерекше қасиетке ие материалдар жасау;

- екіншіден, көлемдері белгілі, белсенді атомдар мен молекулалардан тұратын электрондық сызбанұсқалар өндірісін ұйымдастыру;

 - үшіншіден, көлемі молекулаға тең механизмдер мен роботтар жасау.

Осы саладағы кейбір бүгінгі жетістіктерді атап өтсек, мысалы АҚШ-та Массачусетс технологиялық институтында қазіргі көлемі бақыр ақшадай өрмекші – роботтың алғашқы үлгісі жасалынды. Ол бір минутта 10000-ға жуық әртүрлі қозғалыстар жасайды. Осыған ұқсас молекулалық-робот машинаны Мичиган университетінде сынақтан өткізіпті. Ол үш бөліктен тұрған екен: тасымалдағыш – молекулалар; қатерлі ісік жасаушыларын барлап білетін – молекулалар (ДНК фрагменттері бар) және люминофер – молекулалар. Осындай құрылымды адам ағзасына енгізген кезде олар ісік жайлаған жерге орналасып, люминесценцияның көмегімен соны нақты көрсеткен. ХХІ ғасыр ақпаратты технология мен биотехнология дамуымен қатар нанотехнология ілімінің даму технологиясы болмақ. [1]

Нанотехнология әдісінде заттардың мөлшері 1-100 нм бөлігіндей кішкентай бөлшектермен ісінеді. Бір нанометр метрдің миллиардтай бөлігі (1 нм – 10-9 м). Осындай өлшемді заттарды табиғатта кездеспейтін абсолютты жаңа қасиеттер, энергияның, массаның, зарядтың дұрыс таралуына байланысты пайда болады екен деген болжам бар. Осыған байланысты нано біздің болжамымыз бойынша үш бағытта дамығаны байқалады:

− элементтері бірнеше атомдардан тұратын электронды сызбанұсқалар дайындау;

− молекула көлеміндей наномашина, робот немесе механизм жасау;

− атомдардан және молекулалардан тұтынулық қажеттілікке бұйымдар дайындау.

Осындай бағытта наноэлектроникаға, нанобиотехнология, молекулалы электроникаға, наноэлектромеханика, наноэнергетикаға, оптоэлектроникаға жаңа функционалды конструкциалды наноматериалдар, компьютерлі технологияға, экологияға, аэронавтикаға және басқада адамзат өміріне қажетті материалдар алу процесіне арналған.

Бүгінгі таңда нанотехнологияның дамуы мынандай негіздерге әсерін тигізеді: өте төзімді нанокристалды және аморфты материалдар алу; отқа төзімді полимерлер негізінде нанокомпозиттер синтездеу; наноэлектроникаға, нанопоктоникаға, жартылай өткізгішті транзистерлер, лазерлерге, фотодетекторларға, күн сәулесінен энергия алу элементтеріне, жұқа қабыршақты гетероқұрылымды микроэлектроника компоненттеріне, жұмсақ магнитті және қатты магнитті материалдар алу үшін; телекоммуникацияға, ақпараттық және есептеу технологиясына, суперкомпьютер құрылымына, молекулалы электронды сызбанұсқаларға, наномеханика молекулярлы моторлар немесе наномоторлар, нанороботтан нанохимия және катализ, оның ішінде жану процесін зерттеу, зат беттерін бүркелеу, электрохимия нанотүтікті материалдар, әсіресе, мұнай өңдеу өндірісіне, фильтрлер авиацияға, космосқа, жану элементтеріне, электрлі аккумуляторлар және басқа да электр көзін алу үшін, фармацевтиканың дамуына, ағзаға дәрумендерді тасымалдау, биополимерлер, биологиялық талшықтарды қалпына келтіру процесінде, клиникалық және медициналық диагностика әдістерінде, жасанды сүйек тірі органдарды тасымалдау кезінде, биомеханикада, геномикада, биоинформатика салаларында қолданыс табуда. Бүгінгі таңда дүниежүзі бойынша 50 елде нанотехнология әдісімен айналысуда.