Нанотехнологияның негізгі жетістіктері,наноматериалдарды дамытудың проблемалары мен перспективалары. Физика, 11 сынып, дидактикалық материал.

11.8.1.1 – наноматериалдардың физикалық қасиеттері, алу тәсілдері және физикалық қасиеттері.

Нано кеуекті құрылымдар

- бұл наноөлшемді диаметрі бар тесіктері (поралары) бар бет. Жасушалардың қоршаған ортамен өзара әрекеттесуі диаметрі 20 нм болатын тесіктері бар силикон мембранасы арқылы жүзеге асырылады. Бұл тесіктер жасушаларға глюкоза, оттегі және инсулин сияқты шағын молекулалардың түсуіне мүмкіндік береді, бірақ антиденелермен байланысқа кедергі келтіреді. Жасушалар орналасуы мүмкін микро ұяшықтары бар кристалды силикон (1995ж.).

Осылайша, нано-кеуекті материалдарды пайдалану биология мен медицинада нанотехнологияны қолданудың перспективалық бағыттарының бірі болып табылады. Бұл материалдарды қолдану саласы ИММУНОИЗОЛИРЛЕНГЕН жасушаларды трансплантациялаудан ДНҚ-ның жоғары жылдамдықты секвенирленуіне дейін созылады.

Көміртекті нанотрубкалар (1991 ж .)

- графит парақтарымен түзілген тұтас цилиндрлік құрылымдар. Көп қабатты нанотрубоктар әдетте үлкен сыртқы диаметрі (2,5-100 нм), бір қабатты (0,6-2,4 нм). Нанотүсіргіштер жоғары қаттылық пен серпімділікті кері иілу және коллабирлеу қабілеттілігімен ұштастырады.

Оларды дәрілік заттарды тасымалдаушы ретінде пайдалануға болады. Наноқұбырлар макромолекулалармен (ДНҚ, ақуыз) өзара әрекеттеседі.

Нанотүкпеқұбырлардың колентті емес функционалдауының ең кең қолданылатын тәсілдерінің бірі оларға полиэтиленгликоль молекулаларының қосылуы болып табылады. Функционалданған нанотүбектер дәрілік заттардың шағын молекулаларын да, макромолекулалық кешендерді да тасымалдаушысы бола алады.

Нанодисперсия (коллоидтер)

- Бұл 0,1-100 нм өлшемімен бөлшектер мен агломераттардан тұратын сұйықтық. Мұндай сұйықтықтар сұйық ерітіндідегі нанобөлшектердің коллоидты ерітінділерін білдіреді. Қосылыстардың аз мөлшерінің салдарынан мұндай жүйелер ерекше физикалық химиялық қасиеттерге ие. Олардағы жер бетінің үлесіне барлық заттың 50 % - ға дейін келеді.

Нанодисперсиялар әртүрлі табиғатқа ие. Дисперсиялық орта ретінде әдетте су немесе этиленгликоль пайдаланылады.

Нанодисперсиялар нашар еритін амфифильді және липофильді заттар үшін ыңғайлы көлік құралдары болып табылады. Гидрофильді нанодисперсиялар өте маңызды қасиетке ие: олар жасушаларға өте тез енеді. Нанодисперсиялар бірегей сенсорлық сипаттамалар беру үшін косметикалық құралдардың құрамында қолданылады.

Нанокристалдар

- қасиеттері анизотропиясымен сипатталатын және өлшемі 100 нм болатын үздіксіз кристалды торы бар жеке біртекті кристалл.

Нанокристалдар

1)Идеалды2)нақты ( реал) болып бөлінеді

Идеал нанокристалл

- бұл құрылыстың барлық ақауларынан айырылған тамаша құрылымның үш өлшемді бөлігі, бәлкім, бұл симметрияға тән толық, өте тегіс қырлары және т.б. бар математикалық нысан.

Нақты нанокристалл

әр түрлі ақаулар, қырдағы тегіс емес және қоршаған ортаның әсерінен төмен симметрия бар. Нақты нанокристалл кристаллографиялық қырлары болмауы мүмкін, бірақ оның басты қасиеті — торлардағы атомдардың заңды жағдайы сақталады.

Белсенді дәрілік нановеяның кристалдары белсенді заттан тұрады және көктамыр ішіне енгізуге болатын наносуспензия түрінде өндіріледі,ал ішу арқылы қабылдау үшін одан түйіршіктер немесе таблеткалар өндіруге болады. Бұл ретте полимерлі матрица қажет емес, оның бұзылуы кейбір ғалымдар айтқандай, жасушаларға улы әсер етуі мүмкін. Нанокристаллдардың қалыпты өлшемі 200-600 нм

Нано жабу

- қалыңдығы 1- ден 100 нм-ге дейінгі жабындар

Заттарға байланысты келесі қасиеттерге ие:

Гидрофобтық, кескіш құралдың тозуға төзімділігі,

лазерлік техникада жоғары шағылысу қабілетіне байланысты пайдаланылады, зеңбірекке салынады (қалыңдығы шамамен 100 нм).

Сондай-ақ, нанобөтелдер өзін-өзі тазарту қабілетіне ие болады , олар күн сәулесінің әсерінен органикалық ластануды ыдыратады.Ұзақ уақыт қорғаныс қасиеттеріне ие .

Органикалық материалдардың аса жұқа пленкалары күн батареяларын өндіру үшін қолданылады.