Наноматериаллар ҳАҚида умумий тушунчалар нанозаррачаларнинг физик хоссалари

НАНОМАТЕРИАЛЛАР ҲАҚИДА УМУМИЙ ТУШУНЧАЛАР НАНОЗАРРАЧАЛАРНИНГ ФИЗИК ХОССАЛАРИ.
Юсупжонова М, Ташмухамедова Д, Мустафоев А.
Тошкент Давлат Техника университети
Нанотехнология ва нанофизика, нанохимия, наноэлектроника уч ўлчовли фазонинг ҳечбўлмаганда битта йўналишида наноўлчамга (1÷100 нм) эга бўлган конденсацияланган моддалар билан ишкўради. Ҳозирги вақтда нанокристаллар ёки наноматериаллар ҳақидаги билимлар қаттиқ жисмлар физикасининг алоҳидайўналиши сифатида шаклланиб бормоқда. Наноструктураларнинг физика-химиясини алоҳида олинган (яккаланган) атомниўрганувчи атом физикаси билан атомлар сони чексиз бўлган қаттиқ жисмларнинг хоссаларини ўрганувчи физика-химия орасидаги кўприк деб қараш мумкин. Моҳиятибўйича наноструктура – буқаттиқжисмнинг кичик бир бўлагидир (фрагментидир). Аммо бундай кичик ўлчамларда наноструктураларнинг хоссалари макромасштабдаги материалларнинг хоссаларидан кучли даражада фарққилади. Зарра наноўлчамга ўтиши билан фаза тушунчаси бир мунчаноаниқроқ маъно касб этади: гомоген ва гетероген фазалар орасидаги, аморф ва кристаллик холатлари орасидаги чегараларни аниқлаш қийин бўлади. “Таркиб-хосса», «структура-функция» каби физика-кимёвий тушунчалар“ўлчам” “ўзини ўзи ташкиллаштириш” (самоорганизация) терминлари билан бойийди.Нанокристаллар ёки наносистемалар илгари қаттиқ жисмларда кузатилмаган кўпгина физикавий вакимёвий хоссаларга эга. Наносистемаларнинг одатийбўлмаган хоссалар намоён қилишининг сабаби нимада?- деган савол туғилади. Қисқа қилиб айтадиган бўлсак, бунинг қуйидаги икки сабаби бўлиши мумкин. Бири уларнинг термодинамикавий ҳолатининг классик ҳолатидан фарққилиши бўлса, иккинчиси структура элементларининг характерлиўлчамларининг кичкиналашуви билан вужудга келадиган квант эффектларининг пайдо бўлишидир. Модданинг турига қараб 1-5 нм ўлчамли нанозаррада 1000 тагача атом, 5-100 нмўлчамли нанозаррада эса 10³-10⁸ тагача атом бўлиши мумкин. Нанозарра ёки нанокристалл номлари уларнингўлчамлари туфайлигина эмас, балки моддалар 1-100 нм ўлчамларда хоссаларини макроскопик ўлчамларидаги хоссаларига нисбатан кескин, ғайриоддий ўзгаргартирганлиги учун берилган. Нанокристалларнинг ўлчамлари олиниш технологиясига қараб 1 нм дан 100 нм гача, баъзан ундан ҳам каттароқ бўлиши мумкин. Кўп ҳолларда металл ва керамика нанокристаллари учун буўлчам 100 нм дан, олмос ва графит учун 50 нм дан, яримўтказгич учун 10 нм дан каттабўлмаслиги кузатилади. Наноматериалларни қуйидаги асосий турларга бўладилар: бирикканнаноматериаллар, нано-яримўтказгичлар, нано-полимерлар, нано-биоматериаллар, фуллеренлар ва табуляр ёки нано-тубуленНано-яримўтказгичлар, нано-полимерлар ва нано-биоматериаллар яккаланган ҳолатда ҳам, шунингдек, гибрид (аралаш) материаллар ҳосил қилиб, қисман бириккан ҳолатда ҳам бўлиши мумкин. Фуллеренлар Крото, Керли ва Смоли томонидан 1985 йилда графитни гелий оқимида 10000°С температурада буғлатишйўли биланҳосилқилган углероднинг аллотроп модификациясидир. Бу кашфиёт учун улар Нобел мукофотини (1996 й.) олганлар.1991 йилда япон олими С. Ишима томонидан графитнинг электр ёйинингбуғларида углерод нанонайларининг кашф қилиниши нанокристаллар соҳасидаги яна бир катта ютуқ бўлди. Углероднинг иккиўлчамли модификацияси бўлган графендан ташкил топган кенглиги 10-100 нм бўлган нанолента фавқулотда ноёб хоссаларга эга. Графен 2004 йили кашф қилинган. Графеннинг ноёб хоссаларини биринчи бўлиб курсатган А.К. Гейм ва К.С. Новосёловга 2010йили физика бўйича Нобел мукофоти такдим этилган. Нанокристаллнинг ўлчами кичиклаша бориб, 1 нм дан кичкина бўлиши билан таркибида ўнтадан бир неча мингтагача атомларбўлганкластерга айлана бошлайди.Нанокластерлар ва нанокристаллар атомларнинг ёки молекулаларнинг наноўлчамдаги комплексларидир.
1-расм

Улар орасидаги асосий фарқ уларни ташкил этган атомлар

Таксимлаш