Нанохимия

Нанохимия — нанобөлшектердің құрылымы мен өзгеру ерекшеліктерін зерттейтін химия саласы. Нанохимияның ерекшелігі мөлшер эффектінің болуы, яғни бөлшектердің атом немесе молекула өзегеруінен физика-химиялық қасиеттердің және реакцияға ұшырау белсенділігінің сапалық өзгерісі. Әдетте бұл эффект 10нм көлемнен кем бөлшектерде байқалады, бірақ бұл шартты өлшем болып келеді. Нанотопография Нанотопография наноөлшемде пайда болатын беткі ауданның ерекшеліктеріне байланысты. Өнеркәсіпте нанотопографияның қосымшалары көбінесе электр және жасанды түрде шығарылатын беттік ерекшеліктерді қамтиды. Табиғаттың осы нанотопографиялық ерекшеліктері биотикалық ағзаның реттелуіне және қалыпты қызмет етуіне септігін тигізеді, себебі нанотопографиялық ерекшеліктер жасушаларда өте сезімтал. Нанолитография Нанолитография - бұл нанотопографиялық жабындылар беткі қабатқа жасанды түрде жасалатын процесс. Көптеген практикалық қосымшаларда нанолитография қолданылады, соның ішінде компьютерлердегі жартылай өткізгіш чиптер де бар. Нанолитографияның көптеген түрлері бар , олар төмендегілерді қамтиды: *Фотолитография *Электрондық сәулелік литография *Рентгендік литография *Өте ультракүлгін литография *Жеңіл байланыстырушы нанолитография *Сканерлегіш зондты микроскоптың литографиясы *Nanoimprint литографиясы *Қабатты-қаламның нанолитографиясы *Жұмсақ литография Қолданысы Медицина Нанохимияның жоғары дәрежеде зерттелген қолданысы медицина саласы болып табылады. Күннің ультракүлгін сәулелерінен қорғайтын (SPF) крем нанохимия арқылы жасалынады. Бұл крем құрамында титан диоксиді (TiO2) мен мырыш (ZnO) оксидінің нанобөлшектері бар. Нанобөлшектер теріге зиянды ультракүлгін сәулелерді өзіне сіңіріп, терінің зақымдануын болдырмайды. Нанохимия жарақат пен түрлі зақымдардың тез жазылуына ықпал ете алады. Электроспинниг - биологиялық тұрғыда ұлпа инженериясында қолданылатын полимеризациялық әдіс, бірақ жара жазылуында дәрі жеткізуін қамтамасыз ете алады. Зерттеулер бойынша, күміс нанобөлшектерінде вирус пен бактериялардың ингибирленуіне жағымды ықпал ететін қасиеттер бар екені анықталды. Ұлпа инженериясы Нанохимия имплантация процессінің қарқынды дамуына әсер етуде, себебі жасушалар нанотопографияға өте сезімтал болып келеді. Қажетті жағдайлар жасалғанда, 3D қаңқа жасушалардың мүшеде қалыпты өсуін қамтамасыз етеді. Катализ Нанобөлшекті ферменттердің өзіне тән ерекшеліктері бар. Олардың өте кішкентай мөлшерлері, оларды оптикалық, магниттік, электронды және каталитикалық қасиеттермен қамтамасыз етеді. Нанохимияның зерттеу бағыттары * Наноманипуляторлар арқылы атомдардан ірі молекулалардың құрастырылу әдістерін әзірлеу, атомдардың молекула - ішілік қайта топталуының механикалық, электр және магниттық әсерлерін зерттеу * Нанокристаллдардың құрастыру әдістерін әзірлеу; наноқұрылымдардың синтезі * Наноқұрылымдардың физико-химиялық теориялардың әзірленуі, наноқұрылымдардың деградациясын болдырмайтын жолдарды ойластыру * Химияға және мұнай өнеркәсібіне қажетті катализаторларды жасау, нанокристаллдардың каталитикалық реакция механизмін зерттеу * Наноқұрылымдардың биологиялық ұлпалардағы синтезі Зерттеу жұмыстардың мақсаты - функционалды машиналарды дайындау. Бұл машиналар өз кезегінде келесілермен қамтамасыз етеді: * Химия өнеркәсібі мен лабороториялық тәжірибе жұмыстарына қажетті жаңа катализаторлармен * Химиялық деградацияны болжайтын әдістемелермен * Жаңа дәрілердің алынуын * Жаңа химиялық сенсорлармен; сенсорлардың сезімталдығын өсіретін әдістемелерме Дереккөздер Таңдалып алынған кітаптар * J.W. Steed, D.R. Turner, K. Wallace Core Concepts in Supramolecular Chemistry and Nanochemistry (Wiley, 2007) 315p. * Brechignac C., Houdy P., Lahmani M. (Eds.) Nanomaterials and Nanochemistry (Springer, 2007) 748p. * H. Watarai, N. Teramae, T. Sawada Interfacial Nanochemistry: Molecular Science and Engineering at Liquid-Liquid Interfaces (Nanostructure Science and Technology) 2005. 321p. * Ozin G., Arsenault A.C., Cademartiri L. [http://www.rsc.org/shop/books/2008/9781847558954.asp Nanochemistry: A Chemical Approach to Nanomaterials] 2nd Eds. (Royal Society of Chemistry, 2008) 820p. *