Неа фанининг республикамизда жорий қилинаётган илғор технологиялари ва уларни ривожлантиришдаги ахамияти

Gaz fazali nanozarralarni olish


Kichik intensivlikdagi molekulyar dastalar usuli ko’p hollarda, kimyoviy cho’kma hosil qilish bilan birgalikda kombinatsia-lashtiriladi.
Qurilmaning sovuq sirti yaqinida cho’kma hosil bo’lishi kuzatiladi, yoki bevosita boshqariluvchi harorat ostida sirtning o’zida hosil bo’ladi (zarralar o’zaro to’qnashmasligi uchun past bosimda).
Nanozarralarni gaz fazasiga olish usuliga asoslangan qurilmalarda, manbani turli usullar bilan qizdirishga, gazli muhit tarkibi, kondensatsiya jarayonini amalga oshirish metodlari va olingan parashoklarni yig’ib olishga asoslangan usullarga turlicha yondashuvlar qo’llaniladi.
Misol, kondensatsiya jarayoni sovitilgan aylanuvchi silindr yoki baraban sirtida amalga oshiriladi, bevosita qabul qiluvchi sig’imga tozalab olinadi.
Metall nanoparashoklarni gaz fazali sintez qiluvchi qurilma sxematik tarzda o’z ichiga ishi kamera 1, sovitiluvchi baraban 2, qirgich 3, voronka 4, parashokni qabul qiluvchi sig’im 5, trubka ko’rinishidagi qizdiriluvchi reaktor 6, bug’lanuvchi modda uzatilishini boshqaruvchi qurilma 7, ni o’z ichiga oladi.
Trubka ko’rinishidagi reaktorda bug’lanuvchi moddani inert gazi bilan aralashtiriladi va gaz fazasiga aylantiriladi.
Metal nanoparashoklarini gaz fazali sintez qiluvchi qurilma sxemasi ( 16.2 – rasm).

16.2 – rasm. Metall nanoparashoklarini gaz fazali sintez qiluvchi qurilma sxemasi

Reaktorda hosil bo’lgan uzluksiz klasterlar yoki nanozarralar oqimi ishchi kameraga keladi, ushbu kamerada 1-50 Pa bosim hosil qilinadi. Sovitilgan aylanuvchi barabanning sirtida nanozarralar parashok sifatida kondensatsiyalanadi va qirg’ich yordamida barabanning sirtidan tozalab olinadi. Kukun varonka orqali, qabul qiluvchi sig’imga kelib tushadi va keying ishlov berish jarayoniga uzayiladi.
Vakuumga bug’lanishdan farqli ravishda siyraklashgan bosimga bug’langan modda atomlari o’z kinetik energiyalarini, gaz atomlari bian to’qnashish hisobiga tezroq yo’qotadilar va kristall murtaklarini (klasterlar) hosil qiladilar. kondensatsiya jarayonida nanokristall moddalar hosil bo’ladi. Huddi vodorod argon va geliy gazlarining turli bosimli muhitlarida aluminiy bug’larining kondensatsiyalanishi tufayli 20-100 nm li nano zarralar olinganligi singari.
Inert gazaning tarkibi zarraning o’sishiga bevosita tas’ir qiladi. Kondensatsiyalanuvchi atomning energiyasini muhitdagi og’ir atomlar jadalroq ravishda olib qo’yishadi va bu o’z navbatida, zarralarni o’sishiga sababchi bo’ladi, ya’ni haroratning pasayishi kristall murtaklar turli o’lchamdagi nanozarralarni olish munkin. Misol; geliyni argonga yoki ksenonga o’zgartirib nanozarralarni o’lchamlarini bir necha bor o’zgartirish munkin .
Gaz fazasida nanokukunlarni olish o’ziga hosligi, qattiq –gaz fazalari chegaralari orasidagi tortishlarning nisbatan kuchsizligidadir. Bu tortilishning o’sib borishi nanozarralarni zichligini agregat holatda oshishiga sababchi bo’ladi. Haroratning yuqori bo’lishi diffusion jarayonini tezlashtiradi, bu esa zarralarning o’sishiga va qattiq fazalar orasida ko’prik hosil qiladi .
Gaz haroratinig yuqoriligi, oqimda zarralarning kondensatsiyasi kamligi sharoitida gaz fazasidan hosil bo’luvchi nanizarralarni ajratib olish bu jarayonnig muammosi hisoblanadi.
Nanozarralarni olish uchun turli filtrlar (metall – keremik, elektrik filtrlar) dan foydalaniladi, shu bilan birga siklonli qurilmalarda va gidrosiklonlarda markazdan qochma kuch hisobiga maxsus kenrofugalardan zarralarni cho’ktirish usullaridan ham foydalaniladi.