Нанотехнологияләр турында төрле стереотиплар һәм ялган фикерләр ничек барлыкка килгән һәм алар ничек фаш ителә?

Нанотехнологияләр – ХХ гасыр ахыры күренеше

Дөрес түгел.

ХХ гасыр ахырында нанотехнологияләр дип кешелек аңлы яки аңсыз рәвештә инде мең еллар дәвамында кулланган нәрсәләрне атый башладылар. Наноматериалларны, мәсәлән, Борынгы Бабил (Вавилон) халкы төсле пыяла ясаганда кулланганнар. Алар, әлбәттә, моны белмәгәннәр, әмма пыяланың төсе алтынның нанокисәкчәләрен куллануга бәйле. Британия музеенда Ликург касәсе саклана. Кубок яктылыкка караганда кызыл төстә, ә чәчелгән яктылыкта карасаң яшелгә әйләнә. Күптән түгел генә билгеле булганча, бу алтын нанокисәкчәләрен кушу белән бәйле. Шул ук вакытта касәнең үзенә меңнән артык ел. Углерод наноторбалары кушылмалары шактый зур күләмдә Димәшкъ корычында табылды. Нәкъ менә алар Димәшкъ корычына бер үк вакытта ныклылык, сыгылмалылык һәм катылык бирәләр.

ХХ гасырда без хәзер нанотехнология, наноматериал турында фән дип атый торган күп нәрсә коллоидлы химия дип йөртелгән. «Коллоидлы химия» сүзе «нанотехнология» кебек матур һәм җәлеп итәрлек итеп яңгырамаса да, чынлыкта алар бик якын атамалар.

Бүген без нанотехнологияләр һәм наноматдәләр үсешендә гаҗәеп зур үсеш күрәбез. Элек нанотехнологияләр шулкадәр игътибар җәлеп итмиләр иде, һәм кызыксынуның ни өчен бүген барлыкка килүе аңлашыла. Наноматдәләрне өйрәнүнең яңа ысуллары барлыкка килде. Аларны үз материалларында алтын нанокисәкчәләре барлыгы турында белмәгән Димәшкъ корычын ясаучылар яисә Рим остазлары кебек,   очраклыклар чыгарлык итеп түгел, ә аңлы рәвештә, җентекләп өйрәнү мөмкинлеге туды. Хәзер без наноматдәләрнең структурасын, аларның сыйфатларын аңлы рәвештә өйрәнә алабыз, аларны уйлап таба алабыз. Һәм бу зур мөмкинлекләр ача, чөнки, нанокисәкчәләрнең үлчәмнәрен, атомнарының санын үзгәртеп, объектларның сыйфатларын да җитди рәвештә үзгәртергә мөмкин. Бу бер матдә нигезендә төрледән-төрле материаллар ясарга мөмкинлек бирә.

Артем Оганов, Habilitation in Crystallography, PhD in Crystallography, Full Professor, State University of New York at Stony Brook

Графенны ничек кулланырга белмиләр

Өлешчә генә шулай.

Графен ачылган вакыттан әле күп вакыт үтмәде, җитди масштабларда да аны күптән түгел генә җитештерә башладылар. Шуңа да ул әлегә киң кулланылышка кермәде. Әмма графенны кулланырлык юнәлешләр якын арада табылырга мөмкин. Беренче чиратта бу ─ электроника өлкәсе. Әлеге өлкәдә графен барлык диярлек ярымүткәргечләрне алыштырырга тиеш. Ә әлеге матдә кулланылуының төрле вариантларында үткәргеч тә, ярымүткәргеч тә һәм хәтта изолятор да була ала икән, димәк, ул бүгенге микроэлектрон җайланмаларның барысын диярлек алыштыра ала. Моннан тыш, күптән түгел генә инглиз галимнәре графен кулланып ясалган яңа бронежилетны сынап карадылар. Ул кевлардан ясалган бронежилетларга караганда күпкә җиңел, нык һәм иплерәк. Әгәр графенга хәрбиләр дә алынган икән, димәк, әлеге матдәнең киләчәге гаять зур.

Графен калган барлык матдәләрдән гадәттән тыш нечкә булуы һәм аеруча тәртипкә салынган структурасы белән аерылып тора. Бу аны техниканың нәкъ менә шундый үзлекләрне таләп иткән өлкәләрендә файдаланырга була дигәнне аңлата. Аннан бар нәрсәне дә, хәтта самолетларның фюзеляжларын да ясап була. Графенның иң кызыклы үзлекләренең берсе шул: ул бары тик углерод атомнарыннан гына тора, ә бу матдә безнең җир шарында чиксез күләмдә. Шуңа күрә графен һәркайда кулланылачак матдә булырга мөмкин. Аннан урындык, өстәлләр, обойлар ясап булачак. Аңа бөтен кешелек тарихында беренче универсаль матдә исеме бирергә була.

Петр Образцов, химия фәннәре кандидаты, «Фән һәм тормыш» журналы хезмәткәре.

Нанообъектларны аерым атомнардан җыялар

Дөрес түгел.

Нанокисәкчекләрне атомнардан җыеп була дигән караш, әлбәттә, фәнни-популяр басмаларда кешеләрнең электрон микроскоп астында аерым атомнардан IBM язуын җыюы сурәтләнгән рәсемнәрне еш күрүдән килеп чыккан миф. Бу караш бик таралгач, бөтен кешедә аерым атомнардан теләсә нинди әйберне ясап була дип уйлый башлады. Тик бу, әлбәттә, гамәли яктан файдасыз эш.

Теоретик яктан бу мөмкин (lBM язуын төзегәннәр бит), тик гамәли яктан бөтенләй файдасыз, буш шөгыль. Әгәр без 1 грамм гадәти материалның ничә атомнан торуын исебезгә төшерсәк, аерым атомнардан без аны триллион еллар буе җыячагыбызны аңларбыз. Төрле матдәләр өчен бер моль n грамм массаны тәшкил итә. Мәсәлән, 12 грамм углерод — ул 6*10²³ атом. Әгәр материалны берәмләп 10²³ атомнан җыярга кирәк булса, әлбәттә, аны җыю беркемнең дә көченнән килмәячәк.Бу бөтенләй реаль күренеш түгел.

Моның өчен күптөрле башка алымнар да кулланыла, мәсәлән «үз-үзен җыюга» нигезләнгән алым вакытында, без атомнарның үзләренә җыелырга мөмкинлек бирәбез, кирәк зурлыктагы һәм кирәк структуралы нанокисәкчәләр барлыкка килүгә уңай шартлар тудырабыз. Наноматериалларны менә шулай итеп җыеп була, индивидуаль атомнар дәрәҗәсендә генә түгел.

Артем Оганов, Habilitation in Crystallography, PhD in Crystallography, Full Professor, State University of New York at Stony Brook

Нанотехнологияләрнең табигый аналоглары юк

Дөрес түгел.

Кеше нанозурлыктагы объектлар өлкәсен кайчан өйрәнә башлады? Молекуляр биологиянең үсеше башлангач. Дөресен әйткәндә, күзәнәкнең эченә тагын да тирәнрәк үтеп кереп, тагын да үзенчәлеклерәк сыйфатларын өйрәнү өчен биологиянең нәкъ менә шушы тармагы барлыкка килү зур этәргеч булды. Нәтиҗәдә, без нанозурлыктагы объектларга юлыктык һәм аңладык: күзәнәк ул тулысынча нанотехнология. Моңа бәйле рәвештә еш кына Ричард Файнманның бер чыгышына мөрәҗәгать итәләр: «Анда, аста, урын күп», —  дигән ул. Чынлыкта бу чыгыш инде ДНКны ачкач, аксым һәм башкаларның нәрсә икәннәре ачыклангач була.

Тереклекнең ничек төзелгәнен белергә теләү беренчел этәргеч була. Бу  юнәлештә эш алып бару өчен бу бик көчле мотивацияб булган. Әлбәттә, бу зурлыктагы кораллар һәм гыйльми эзләнүләр технологиясенең үсеше белән, кешенең наномасштаб өлкәсенә төрле юнәлешләр буенча активрак үтеп керүе формалаша барган: мәсәлән, материаллар һәм материалларны өйрәнү өлкәсендә, шулай ук химиядә – макро- һәм супрамолекуляр структуралар, алар исә, асылда, наномасштабтагы объектлар.

Болар барысы да соңрак, гыйльми эзләнү технологияләре күтәрелгәч булды. Микроскопия 10 нанометр зурлыгындагы объектны күрә алу дәрәҗәсенә җитмичә мондый үсеш мөмкин булмас иде. Әлбәттә, мондый параметрларга тиз генә ирешелмәде. Шулай ук нанотехнологияләр дә бу ачышлардан соң биологиядән тыш юнәлешләрдә үсеш алдылар. Нанотехнологияләрне баштан биологик объектлар сурәтендә табигать үзе уйлап чыгарган, ә кеше әле яңа гына бу дөньяга аяк баса башлады.

Владик Аветисов, физика-математика фәннәре докторы, РФА Н.Н. Семенов ис. Химик физика институты катлаулы системалар теориясе лабораториясенең җитәкчесе, Икътисад югары мәктәбенең санак фәннәре факультеты профессоры

Чыганак: Постнаука сәхифәсе

постердагы фото: epmagazine.org

Айсылу Кабирова, Эльвира Зиннәтуллина, Рәхимә Шиһапова, Зөһрә Фәсхиева тәрҗемәсе