Оптикалық шынылардағы металл нанокластерлері

Ежелден нанотехнологияның пайдалануына мысалы ретінде ерте ғасырлардағы соборлардағы түсті витраждық шыныларды келтіруге болады. Құрамында аз мөлшердегі дисперлинген нанокластерлердің болуы, шынының қолдану мүмкіндігі кең,ерекше оптикалық қас-ң пайда болуына алып келеді.Шыныға түс беретін оптикалық жұтудың максималды толқын ұзындығы металл бөлшектердің өлшеміне және типіне байланысты.Алтын рубин атты қызыл түсті шынылар алтынның қосылуымен жасалынады.Шынының бояу жарықтың шашырауына емес, жұтудың интенсивтілігінің полосасы 530 нм орналасқан, металл бөлш-ң жұтумен түсіндіріледі.Доремус алтынның оптикалық қасетін, өлшемін, формасын, орналасуын ж/е алтын бөлш-ң формасын шамалап есептеді. Ол металдағы бос электрондар бір бірімен жалғанған плазма түрінде болатынын, сондықтанда бұл шекараны плазмалық резонанстың шекарасы деп қарастыруға болады деді.Сол секілді құрамында күмісі бар шынының жарықтың жұтуы 410 нм аралығында болады. Осы шекаралардың араласып кетуі сарғылт түске әкеледі. Оны сары күміс немесе күміс түсті деп атайды. Басқалай сарғылт түсті бізге мыс та бере алады. Жұту шекарасы шамамен 565 нм аралығында жатады. Шыныларда басқа элементтерден де коллоидты бөлшектердің п.б. әкеліп соғады.Мыс: Pb, As, Sb, Bi, Sn, Ge. Композитті металдық шыныларды ескі алу әдісінің бірі, металдық шыныларды балқымаға қосуға негізделген. Алайда аграгирленген бөлш-ң мөлшеріне тәуелді шыны қас-ін басқару қиын болды.Сондықтан ионная имплантация секілді басқаруға келетін процестер құралған.Шыныны 10 кэВтан 10 МэВ қа дейін эн-сы бар металл атомдарынан тұратын иондық шоқпен өңдейді. Металдық бөлш-ді шыныға ендіру үшін иондармен айырбастау әдісі де қолд-ы. Тетраэдрлік координациясы юар титан атомдарынан легирленген кварц шыныны алу әдісі бұл титан иондарын имплантациялап, оны импульсты түрде сәулелену дозасы (1÷9)×10 ¹⁶ см^-2 титан ионының энергиясы 25÷35 кэВ, ион тогының импульсиы тығыздығы 0,2÷10 мА/см ², кварц шынының температурасы 250÷300°С изотермиялық режимда алуға болады.Композитті металлдық шынылардағы келесі басты қасиеті бұл бейсызық оптикалығы. Яғни түскен жарықтың шағылу көрсеткішінің интенсивтілікке байланысы. Осындай шынылар үшінші қатарлы сезімталдыққа ие болады, келесі байланыс көрсеткішіне әкеледі.

34.Табиғи нанокристалдар. Фотоникаға арналған кристалдар. Нанокристалл – наноөлшемді кристалл. Өлшемі 1- 15 нм – ге дейінгі бір немесе көпфазалық поликристалдардағы дәнектер. Мұндай материалдарда 2 – 50 % фазаралық немесе дәнекаралық кеңістік кетеді. Нанокристалды материалдардың типтері: нөл өлшемді кластерлер, бірөлшемді нанотүтікшелер, талшықтар, шыбықтар, екі өлшемді пленкалар, үшөлшемді поликристалдар. Нанокристалл құрамының анизотропиясымен сипатталатын және үздіксіз кристалдық торы бар жеке біртекті кристалл. Нанокристалдың сыртқы формасы атомдық – кристалдық құрылымы мен кристалдану жағдайларына байланысты болады. Нанокристалдар ерекше физикалық құрамға ие материалдар ретінде бағаланады. Нанокристалдардың ерекшелігі сырқы факторлардың әсерінен (температура, жарық, механикалық кернеу, радиация, қысым, электр және магнит өрістері) өзің құрамын өзгерте алады. Нанокристалдардан жасалған элементтер мен бұйымдар радиоэлектроникада әр түрлі түрлендіргіштер, кванттық электроникада, акустикада, есептеуіш техникада көп қолданылады. Алғашында техникада табиғи нанокристалдарды пайдаланды, алайда оның қорының шектеулі болуы және сапасының үнемі жақсы болмады. Сол кездің өзінде ерекше құрам мен қасиеттер тек қана синтетикалық кристалдарда табылды. Сол себепті кристалдарды жасанды жолмен қолдан өсіру қажеттігі туындады. Исланд шпаты- - тің үлкенкристалды бір түрі. XVII ғасырдан бастап Исландияда осы мөлдір минералдан кристалдар алу қолға алына бастады. Исланд шпатының мөлдір кристалынын қарасақ бейненің екі еселенген суретін көре аламыз. Түсі: сары, түссіз мөлдір, қызғылт немесе басқа түстерде болуы мүмкін. Оның түсі құрамындағы марганец, темір, магнийй, барий үлестеріне де бафйланысты болады. Оптикалық және оптоэлектроникалық жүйелерде жарық ағынын басқару үшін және жарық поляризациясы үшін пайдаланылады.

35.Зондтық микроскопия әдісінің негізгі даму кезеңдері. Зондтық микроскоптардың жұмыс принциптері. Сканерлік элементтер, пъезокерамиканың бейсызықтығы. Зонд пен үлгінің орын ауыстыруына арналған құрылғылар. Сканирлеуші зондық микроскоптар (СЗМ).Үлгі бетінің суретін және оның локальды сипаттамаларын алу үшін қолд-н микроскоптар классы. Суреттің пайда болу процессі бетті зонд арқылы сканирлеуге негізделген. Жалпы жағдайда беттің жоғарғы рұқсатты үшөлшемді (топография) суретін алуға мүмкіндік береді. Қазіргі сканирлеуші зондық микроскопты 1981 жылы Герд Карл Бинниг және Генрих Рорер ойлап тауып, 1986 жылы олар Нобель сыйлығына ие болды. СЗМ-нің ерекшеліктері:Зондының болуы,Зондтың үлгіге қатысты 2-лік (X-Y) не 3-тік (X-Y-Z) координаттар б/ша орын ауыстыру жүйесінің болуы, Тіркеу жүйесінің болуы.Тіркеу жүйесі зонд-үлгі қаш-нан тәуелді функция мәнін белгілейді. Әдетте тіркелетін мән үлгінің орналасуын н/е координаттар ішінен бір координат (Z) зондын басқаратын теріс қайтымды байланыс жүйесімен өңделеді. Қайтымды байланыс жүйесі ретінде көбіне пропорциональды-интегралды-дифференциалды регулятор(ПИД-регулятор) қолд-ы. СЗМ-нің негізгі түрлері: Сканирлеуші атомды-күштік микроскоп,Сканирлеуші туннельді микроскоп,Сканирлеуші магнитті-күштік микроскоп,Жақынөрісті оптикалық микроскоп,Сканирлеуші электро-күштік микроскоп. Бұл микроскоптың жұмыс істеу принципі зерт-н үлгі мен зонд бетінің ар-ғы күштік әрекеттесуге негізделген. Зонд ретінде кантилевер деп аталатын серпімді консольдің ұшында орналасқан наноразмерлі өткір ұш қолданылады. Бет жақтан зондқа әрекет ететін күш, консольдің майысуына әкеледі. Өткір ұштың астында көтеріңкіліктің не төмендіктің пайда болуы зондқа әсер ететін күштің өзгерісіне алып келеді, демек, кантилевердің майысу өлшемінің өзгерісіне де алып келеді. Сол арқылы, майысу өлшемін тіркеу арқылы, бет рельефі туралы қорытынды жасауға болады. Зонд және үлгі арасында Ван-дер-Ваальс күштері жүреді. Алғашында ол күштер тартылыс күштері ал кейін біраз жақындаған соң (зонд пен үлгі) тебіліс күштеріне ауысады. Сканирлеуші туннельдік микроскоп – жоғары кеңістікті рұқсат етуі бар өткізгішті беттердің рельефін өлшеуге арналған CЗМ-н бір түрі. СТМ-да өткір металлдық инені үлгіге бірнеше ангстрем қашықтықта жеткізеді. Үлгіге қатысты инеге аздап потенциал бергенде туннельді ток туындайды.Бұл токтың мөлшері үлгі-ине қашықтығынан экспоненциалды тәуелді. 1 Å қашықтық шамасында ток мөлшері 1—1000 пА.

36.Оптикалық және тербелмелі спектроскопия. Мессбауэр (гамма-резонанстық) спектроскопия. Радиоспектроскопия әдістері: ядролық магниттік резонанс. Оптикалық және тербелмелі спектроскопия электрондар мен фотондардың атом және молдекулалық деңгейлерге өтулеріне негізделген. Ерітінділер мен қатар, қатты денелерде ненокластерлерді зерттеу үшін, қатты дене бетіндегі адсорбцияланған атомдар, молекулалар мен кластерлерді зерттеуге болады. Оптикалық спектроскопия әдісімен заттың құрылымын атомдық және молекулалық деңгейде қалай орналасқанын, басқа заттармен бірігіп конденсирленген заттарда атомдар мен молекулалардың өздерін қалай ұстайтынын көреміз.Ерекшелігі құрылымдық біріктірілген материалдар (крупные атомы) электромагниттік өрісте осы оптикалық жиіліктер диапазонында резонансты түрде әсерлеседі. Оптикалық спектрлерді оңай түсіну үшін екі атомды молекулалардың потенциалдық энергиясын қарастырамыз:Морзе потенциалдық энергиясының қисығын тұрғызу кезінде электрондардың өтуі кезіндегі уақытта олардың кеңістіктегі орны (~10~¹⁵ с) тербелу және айналу нәтижесінде өзгермейді (Франк – Кордон принципі). Қатты дене бетіндегі атомдардың тербелісі және бетте адсорбцияланған молекулалар мен класткрлердің тербелісі инфрақызыл спектроскопиямен зерттеледі. Стандартты приборлармен зерттелетін адсорбционды спектроскопия әдістері пайдаланылады. Шағылатын адсорбциялық инфрақызыл спектроскопия әдісінде металдан жасалған жазық беттік төсеніштен шағылған адсорбаттың беттің тербелуіндегі қозуына байланысты инфрақызыл сәуленің жұтылуын зерттейді. Егер жарықтың жиілігі беттегі молекулалар мен кластерлердің диполактивті осциллятордың өзіне тән жиілігімен сәйкес келсе онда сәулелену өрісінен энергия алынады. Бұл энергия жүйенің осциллятормен ангормоникалық әсерлерінен жылуға айналады. Мессбауэр спектроскопиясы - ядро мен оның айналасындағы электр және магнит өрістерінің әсерін зерттейтін Месссбауэр эффектіне негізделген. Мессбауэр эффекті - қатты денеде зерттелетін физикалық құбылыс, яғни қатты денедегі бір-бірімен байланысқан атом ядроларының кванттарын шығаруы немесе жұтылуы. Мессбауэр спектроскопиясында негізінен радионуклидтар қолданылады, яғни 10-6>t>10-10, 10кэв<Е<200кэв. Мессбауэр эффекті негізінде Мессбауэр спектрометрлер жұмыс жасайды және ол жұтылудың ядролық спектральды сызықтарның орналасуын нақтылап өлшейді.Мессбауэр спектроскопиясы: Заттың фазалық құрамын анықтауда, Атомның құрылымдық, валенттік және спиндік күйін анықтауда, Заттың атомдық, кристалдық, магниттік және электрондық құрылымдарының ерекшеліктерін анықтауда кеңінен қолданылады. Радиоспектроскопия – заттың құрылымын, физикалық және химиялық процестерін зерттейтін әдіс.Радиоспектроскопия радиотолқындарды резонансты жұтуға негізделген.Радиоспектроскопия заттың қатты, сұйық және газ күйінде де зерттей береді.Радиоспектроскопияның басқа оптикалық, инфрақызыл, мессбауэр спектрлерінен ерекшелігі жұту кванттарының энергиясының аз болуы.

Ядролық магниттік резонанс – қатты, сұйық және газ тәріздес денелерде радиожиілік диапазонындағы электрмагниттік энергияның резонанстық жұтылуы. Мұндай резонанстық жұтылу құбылысы сыртқы магнит өрісіне орналасқан зат ядроларының магнетизміне байланысты пайда болды. Тәжірибеден негізінен осы меншікті жиіліктің мәні анықталады. Көптеген ядролар үшін бұл жиілік 1 – 10 МГц аралығында. Сыртқы магнит өрісі болмаған кезде ядролардың магниттелушілігі әлсіз (электрондық парамагнетизмнен 106 – 108 есе кем) болады. Резонанстық жиіліктегі радиожиіліктік өріс ядролардың айналуы бағытын өзгертеді, яғни ядролық магниттелушіліктің процесс. қозғалысын тудырады. Бұл қозғалыс зерттелмекші затты қоршаған индуктивтілік орамада пайда болатын индукциялық ЭІК арқылы анықталады. ЯМР ядролардың магниттік моментін өлшеуге, заттың магниттік құрылымын зерттеуге, химиялық анализде т.б. кеңінен пайдаланылады. Артықшылығы:Реконструкциясыз көпжоспарлы бейне алуда; иондаушы сәле қолданылмайды; бейнені тікелей алуға мүмкіндік береді. Кемшілігі: Бейнені алу ұзақ уақыт алады; аппараттың қымбат тұруы;

37.Сканирлеуші туннельдік микроскопия (СТМ). СТМ басқару жүйесі. Туннельдік спектроскопия. Атом күштік микроскопиясы (АКМ). СТМ көмегімен атомдық ажырату қабілеті арқылы өткізгіш Туннельдік-зондтық нанотехнологияның физикалық негіздері материалдар болатын келетін əртүрлі монокристалдық жəне
поликристалдық материалдардың бет бедерінің бейнелері алынған болатын, қатты денелердің бет бедерлерін зерттеудің жаңа əдістері ойлап табылды.СТМ жұмыс істеу принципі қарапайым: сканерлеуші туннельдік зонд үш координаталы пьезоқұрал ішіне орнатылған жəне зерттелетін үлгі бетіне перпендикуляр орнатылатын металдық ине тəріздес электрод ретінде келеді. Пьезоқұрал арқылызонд туннельдік ток пайда болғанға дейін үлгінің бетіне қарай жылжитын болады. Бұл туннельдік ток зонд пен үлгі бетінің арасындағы саңылау жəне электродтар арасындағы кернеумен анықталатын болады. Егер де туннельдік ток жəне кернеу тұрақты болса, онда зонд арқылы сканерлеген кезде зерттеліп отырған үлгінің бет бедері туралы əртүрлі ақпарат алуға болады. СТМ зерттелетін материалдардың бет бедерінің физикасын атомдық деңгейде зерттейді.Туннельдік микроскопия əртүрлі процестерді, хи-
миялық немесе иондық өңдеу процестері кезіндегі материалдар бет бедерлері құрылымының өзгеруін, пленкаларды алудағы əртүрлі процестерді зерттеуге мүмкіндік берді.Жаңа технологияның негізінде туннельдік зондты əртүрлі үлгілер бетіне кейбір объектілерді өрнектеу, сонымен қатар ол объектілерді нанометрлік аймақтарда қалыптастыру үшін қолдануға болады. Зонд айтарлықтай сезімтал арқалыққа (зонды бар арқалық жəне оның
ұстағышы кантилевер деп аталады) бекітілетін сканерлеуші атомдық-күштік микроскоптар (АКМ) құрастырылған болатын. Атомдық-күштік микроскоптар диэлектрлік үлгілердің бет бедерін атомдық ажырату қабілетімен зерттеуге мүмкіндікбереді.Туннельдік-зондтық нанотехнология (ТЗН) екі негізгі бағыт бойынша дами бастады: ультражоғары вакуумды нанотехнология жəне атмосфералық қысымдағы газдар мен сұйықтардағы нанотехнология, себебі жоғары вакуумда да, атмосфералық жағдайларда да жұмыс істейтін СТМ құрастырылған болатын.Жоғары вакуумды ТЗН негізгі артықшылықтары ретінде жекелеген молекулалар мен атомдардың орын ауыстыруына байланысты əрекеттер жасауға мүмкіндік беретін таза көлемдегітаза үлгілермен жұмыс істейді. Алайда ине тəріздес электрод пен үлгі арасындағы массалық тасымал, молекулалар мен атомдардың үлгі бетінде жинақталуы, олардың электродтар аралық саңылаудан алыстауы жəне қоспалардың вакуумдық көлемнен келіп түсуі үлгінің бет бедері мен көлем ішіндегі жағдайларға əсер етуі мүмкін. Газдар мен сұйықтардағы ТЗН концепциясы бойынша белгілі бір талаптарға сай етіп таңдалып алынған ультражоғары жиілікті технологиялық тасымалдағыштар арқылы терең вакууммен байланысқан нанотехнологиядан кейбір параметрлер бойынша кем түспейді. Жоғары вакуумдымен салыстырғанда газдар мен сұйықтардағы ТЗН өнеркəсіп пен технологияда айтарлықтай ерекшеліктерге ие болады.
Сипаттамалы өлшемдері 30 нм жететін бұл элементтер ерекше қасиеттерге ие. Лигандалық жабындылар оларды тұрақтыкүйге ауыстырады. Өз кезегінде лигандалық кластерлер, мысалы, негіздері арасында металдық байланыстары бар металдық тізбектер құрауы мүмкін. Атомды-күшті микроскоптың жұмыс істеу принципі зерттелетін үлгі мен зонд бетінің арасындағы күштік әрекеттесуге негізделген. Зонд ретінде кантилевер деп аталатын серпімді консольдің ұшында орналасқан наноразмерлі өткір ұш (острие) қолданылады. Майысу өлшемін тіркеу арқылы, бет рельефі туралы қорытынды жасауға болады. Зонд және үлгі арасында Ван-дер-Ваальс күштері жүреді. Алғашында ол күштер тартылыс күштері ал кейін біраз жақындаған соң (зонд пен үлгі) тебіліс күштеріне ауысады. Контилевер және үлгі бетінің арасындағы күштердің сипатына қарай атомды-күштік микроскоптың жұмыс істеу режимдері 3-ке бөлінеді: Контактілі, жартылайконтактілі, Контактілі емес. Контактілі жұмысрежимі: Контилевердің өткір ұшы үлгі және бетпен тікелей контактіде болады. Сканирлеу, қайтымды байланыс жүйесі кантилевердің тұрақты майысу өлшемімен байланысып тұрғанда тұрақты күш режимінде орындалады. Жартылайконтактілі жұмыс режимі: Бұл режимінде де кантилевердің ауытқуы туындайды. Ауытқудың төменгі жартылай периодында кантилевер үлгінің бетін жанап өтеді. Мұндай әдіс толық контактілі және толық контактілі емес жұмыс режимдерінің аралық әдісі болып табылады. Атомды-күштік микроскоптың артықшылықтары мен кемшіліктері.Артықшылықтары(растрлы электронды микроскоппен салыстырғанда):Беттің шынайы үшөлшемді бейнесін береді;Ток өткізбейтін беттерді де зерттей алады;Ауада немесе сұйықта жұмыс істей алады;Рұқсат етуі жоғары.Кемшіліктері:Сканирлеу өрісінің размерінің кіші болуы;Бейненің сапасы зондтың қисықтық радиусына тәуелді(егер зондты дұрыс таңдамасақ, бейне анық, сапалы болып шықпайды);Үлгі бетін сканирлеуге көп уақыт жұмсайды.

38.Кеуектік наноматериалдар мен арнайы физика-химиялық қасиеттері бар наноматериалдардың қолдануы. Кеуектік кремнийден жасалған материалдарды негізге алсақ болады: Қасиеттері: Бетінің салыстырмалы аумағы:Кеуектік кремнийдің ішкі бетінің аумағы өте үлкен. Макропористый үшін 10нан 100 м²/см³, мегапористый үшін 100 ден 300 м²/см³, микропористый үшін 300 ден 800 м²/см³.Кедергісі: Өнделудің шартына байланысты кедергі интервалы өте үлкен 10^-2 – 10¹¹ Омs w:ascii="Cambria Math" w:h-ansi="Cambria Math"/><wx:font wx:val="Cambria Math"/><w:i/><w:color w:val="000000"/><w:sz w:val="36"/><w:sz-cs w:val="36"/></w:rPr><m:t>в€™</m:t></m:r></m:oMath></m:oMathPara></w:p><w:sectPr wsp:rsidR="00000000"><w:pgSz w:w="12240" w:h="15840"/><w:pgMar w:top="1134" w:right="850" w:bottom="1134" w:left="1701" w:header="720" w:footer="720" w:gutter="0"/><w:cols w:space="720"/></w:sectPr></wx:sect></w:body></w:wordDocument>"> см.Жоғарыкеуектік кремнийдің жылуөткізгіштігі Si монокристалына қарағанда бір ретке төмен. Кеуектік кремнийдің тағы бір ғажайып қасиеті спектрдің көрінетін аумағын люминесциялайды. Кеуектіліктің 50%дан жоғары болған кезде кеуектік кремнийлердің үлгілері нәтижелі люминесценцияланатын алғашқы тәжірибелерден анықтала бастады. Электролюминесценцияда кеуектік кремнийлерді практикада жарықшығарғыш құрылғылар дайындауда кеңінен қолданады, яғни светодиод, түсті дисплейлер дайындау үшін. Кеуектік кремнийден дайындалған светодиодтар жартылайөткізгіш байланыстар негізінде жасалғандарға қарағанда арзанырақ болып келеді. Олардың негізгі қиындықтары: электролюминесценцияның эффективтілігі төмен және құрылымдары тез төмендейді. Жарықшығарғыш құрылғылар дайындау үшін, әртүрлі датчиктер, жуан диэлектрлік қабықшаларды, буферлі қабаттарды, жарық өткізгіштерді дайындау үшін кеңінен қолданады. Кеуектік керемний ұялы телофондардағы литийден жасалаған аккумуляторлардың сыйымдылығын үш есе арттырады.

39.Арнайы физикалық қасиеттері бар наноматериалдар: магниттік наноматериалдар, өткізгіш наноматериалдар мен изоляторлар, наноқұрылымдалған шалаөткізгіш материалдар (эмиттерлер, транзисторлар, сөндіргіштер). Пиролиттік графит ерекше диамагниттік қасиетке ие. Ол қасиетін бөлме температурасындағы күшті магнит өрісі әсерінде көре аламыз. Бізге белгілі энергетикаға қажетті изоляторлық материалдар шыны, керамика және полимерлерден жасалады. Алайда дәстүрлі материалдан жасалған изоляторлар тез бұзылуға ұшырайтындығы, мыс шынының сынғыштығы, электротехникалық фарфордың тозуы (старение) полимерлі изоляцияға көшуге әкелді, яғни шыны және керамикаларды полимерлі изоляциялы жабындылармен өңдеуге. Алайда олардың коррозия мен суға төзімділігі нашар, кейін кремнийорганикалық резиналармен қапталды. Соңғы кездері силиконды электрлік изоляторларға арналған супергидрофобты композитті жабындылар жасалынып шығарылуда. Құрамына бейорганикалық нано және микро бөлшектерді қосқан кезде олардың беріктігі мен қажет қасиеттерге ие болып қана қоймай, полимерлі матрицаның беріктігіне әсер ететіндігі анықталды. Магнитті материалдардың ішінде соңғы кезде үлкенболған жасанды синтезделген магнитті сұйықтықтар. Табиғи сұйықтар магнит өрісімен әлсіз әсерлеседі. Медецина, электроникада пайдаланылады. Өткізгіш немесе құрамынад метелл атомдары бар наноматериалдар мен магниттік мен құрамында магниитік қасиет беретін нанобөлшектері бар наноматериалдар медицина саласында кеңінен қолданылады. Фармацевтика мен онкологияда. Егерде магнитті бөлшектер мен флуоресцентті бөлшектерді біріктіріп екі эффектіні де көрсете алатын материал алуымызға болады. Нанокомпозиттердің магниттік қасиеті опасный оброзованияларды оңай әрі тез табады, ал жарықтандыру хирургтардың жұмысын жеңілдетеді. Алтынды рак ауруларын емдеуде қолданады. Ерекшелігі алтынның нанобөлшектері жоғары тану қасиетіне ие, яғни сау клеткаларға тиіспей, тек жарақаттанған клеткаларды жойып жібереді (өткізгіш металл, электр және жылуөткізгіштігі жоғары болғандықтан сәуле түсіргенде металл бөлшектері қызады). Фуллерен мен кремний пленкалары жартылайөткізгіштер технологиясында кеңінен қолданысқа ие. Кремний пленкалары жоғары оптикалық жұтқыштығы үлкен болғаны үшін энергетикада орны ерекше болса, фуллерен тиым салынған зонасының ені үлкен 1,5 эВ болғандықтан электроникада диод, транзистор, фотоэлементтреде пайдаланады.

40.Ядролық энергетикаға арналған наноматериалдар. Медицина мен биологияға үшін наноматериалдар. Құрылыс,энергетика және машина жасау, электроника және т.б. өндірістерге арналған жаңа материалдар алу, техника мен өндірістің барлық түрлерін жаңа сапа деңгейіне көтеру мәселелерін нанотехнологияны дамыту арқылы ғана шешуге болады. Энергияны сақтау құрылғысы мен жанар май элементтерінде нанотехнологияны қолдану нанотехнологияның келешегі болып табылады. Ядролық энергетикада және ядролық өндірісте ядролық реакторлардың активті зонасы үшін арналған отындар мен конструкционды материалдардың орны ерекше. Отын материалдарына уран мен трансуранды элементтері мен олардың байланыстары, ал конструкционды материалдарға аустенит, феррит, ферритті- мартенситті болаттың түрлері мен графит, көміртекті материалдар мен әр түрлі керамикалыұ материалдарды жатқызамыз. Бұл жерде нанотехнология көмегімен осы ядролық отынды пайдаланып болғаннан кейін және оның қалдықтарын наномембрана мен нанофильтрлер арқылы жоюға да, ал керамикалық материалдармен радиолиттік сутегіні жағамыз. Нанодатчиктер мен наносенсорлар арқылы АЭС-тің қауіпсіздігін қамтамасыз ете аламыз. ЯЭ- қолданылатын материалдар жоғары беріктілік пен механикалық құрамға ие материалдар болу керек (коррозияға шыдамды, таттанбайтын, радиационды – стойкий). Олар оксидтермен дисперсті-беріктендірілген (Дисперсно-упрочненные оксидами). Наномедицина мен нано – нанобиотехнологияның дамуының басымдылықтары.Жұқпалы және қатерлі аурулар үшін биологиялық наночиптер; Нонобөлшектер жаңа ұрпақтың дәрі – дәрмектері, сонымен қатар дәрілерді жасушаға жеткізуші контейнерлер;Нанороботтар басқарырылатын нанохирургиялық араласулардың арқасында ауру адамдардың организміндегі дефектілерді жоюға қабілетті;Нанопорлардың негізінде геномдардың секвенрованиясы үшін арналған молекулалық детекторлар;Биотехнология да және медецинада дәрілерді өндіру мақсатында қолданылатын өздігінен көбейетін геномдар; Фуллрендерде медицинада дәрілерді организмге тасымалдаушылар! Нанокомпозитті материалдар өзінің ерекше физикалық және химиялық сипаттамаларына байланысты көптеген өнеркәсіптік салада және өндірісте кеңінен қолданылады, электроника, тіпті медецинада да. Целлюлозалық негізден және нанотрубкалардан тұратын нанокомпозиттерден ток өткізетін қағаз жасауға болады. Егер осы қағазды электролиттің ортасына қойса, онда иілгіш батарея ала аламыз. Қазіргі кезде электрондық өнеркәсіпте нанокомпозиттер жоғарғы электрөткізгіштік пен төменгі жылуөткізгіштіктіті сәйкестендіретін термоэлектрлік материалдар алу үшін қолдану көзделген. ғалымдар нанокомпозиттерді жарақаттанған сүйектердің құрылысын тез қайта қалпына келуіне көмектеседі деп үміттенеді. 2012 жылы ғалымдар нанокомпозиттерді стамотологияда тістің эмальын қайта қалпына келтіру үшін пайдалануды ұсынды. Егерде магнитті бөлшектер мен флуоресцентті бөлшектерді біріктіріп екі эффектіні де көрсете алатын материал алуымызға болады. Нанокомпозиттердің магниттік қасиеті опасный оброзованияларды оңай әрі тез табады, ал жарықтандыру хирургтардың жұмысын жеңілдетеді. Иран ғалымдарының айтуы бойынша, құрамында цирконий оксиді бар және жақсы каталитикалық құрамға ие нанокомпозиттер формокология мен медецинада ғана пайдасын тигізбей, сонымен қоса қоршаған ортадағы объектілерді әр түрлі органикалық ластаушылардан қорғап, қауіпсіз материалдарға өңдеуге болады(«Жасыл химия»).

41.Микро- және наноэлектромеханикалық жүйелер: белгілі макрообъектілердің асқынкіші көшірмесін жасау, дәстүрлі аналогтары жоқ принциптік жаңа үлгілерді жасау. Наноэлектромеханикалық жүйелер кішкентай өлшемдермен сипатталады және осы өлшемдер құрылғымен орындалатын функцияларға сәйкес келеді. Шектеулі өлшемдер бірнеше жүзден нанометр бірлікке дейін өзгереді. Қазіргі кезде наноэлектромеханикалық жүйені құруда 2 тенденцияны көрсетуге болады. Олар: микроэлектромеханикалық жүйеде бар өлшемдерді кішірейту және жаңа молекулярлы двигательдер мен электромеханикалық құрылғыларды құру. Бірінші тенденция қиынға соғады, себебі микроэлектромеханикалық жүйені құруда қолданылатын әдістердің (электрондық литография, иондық тозаңдату және т.б.) рұқсат етілуі шектеулі, сондықтан оларды нанообъектілерді құруда қолдану өте қиын. Қазіргі кезде наноэлектромеханикалық жүйе негізінде нанорезонаторлар құрылды, олардың толқын жиілігі 10ГГц-тан жоғары және олар сканерлік зондтық микроскоптың кантилевері ретінде, биологиялық молекулаларда және ДНҚ-да наносенсорлар ретінде қолданысқа ие. Наноэлектромеханикалық жүйелердің артықшылығы энергияны аз қолданады. Наноэлектромеханикалық жүйелердің тағы бір маңызды бөлігіне наноактюаторларды жатқызуға болады, яғни молекулярлы моторлар. Кез келген объектінің қозғалуына энергия керек. Микро және наножүйелерде наноқұрылғылардың жұмыс істеу принципіне байланысты пьезоэлектрлік немесе электростатикалық эффектілер қолданылады. Ал, наноэлектромеханикалық жүйелерді құруда материал ретінде көбінесе графен және күкіртті нанотүтікшелер қолданылады.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском: