NANOKlASTERLAR VA NANOKRISTALLAR

|
NANOKlASTERLAR VA NANOKRISTALLAR
|
bet | 11/12 | Sana | 18.05.2024 | Hajmi | 0,74 Mb. | | #241938 |
Bog'liq 3-mustaqil ishNANOKlASTERLAR VA NANOKRISTALLARNanoklusterlar va nanokristallar atomlar yoki molekulalarning nanoskal komplekslari. Ular orasidagi asosiy farq ularni tashkil etuvchi atomlar yoki molekulalarning joylashishi tabiati, shuningdek ular orasidagi kimyoviy bog'lanishlar bilan bog'lanadi.
Strukturaning tartibga solish darajasiga ko'ra nanoklusterlar tartibli, aks holda sehrli deb nomlanadi va tartibsiz bo'linadi.
Sehrli nanoklusterlarda atomlar yoki molekulalar ma'lum tartibda joylashtirilgan va bir-biri bilan juda mustahkam bog'langan. Shu sababli, sehrli nanoklusterlarning nisbatan yuqori qarshiligi, tashqi ta'sirlarga ularning immuniteti ta'minlanadi. Magic nanoklusterlar nanoklusterlarga o'xshash. Ammo, sehrli nanoklusterlarda, atomlar yoki molekulalar ularning tartibida nanokristallar o'z navbatida kristall panjara hosil qilmaydi.
Tartibsiz nanoklusterlar atomlar yoki molekulalar tartibida tartibsizlik va zaif kimyoviy bog'lanishlar bilan tavsiflanadi. Shu tarzda, ular har ikkala sehrli nanokluster va nanokristallardan sezilarli darajada farq qiladi. Shu bilan birga, tartibsiz nanoklusterlar nanokristallarning shakllanishida alohida rol o'ynaydi.
Nanoklasterlar
Buyurtma nanoklasterlar
Uro-buyurtmali yoki sehrli nanoklusterlarning o'ziga xosligi shundaki, ular o'zboshimchalik bilan emas, balki qat'iy belgilangan, energetik jihatdan eng foydali - atomlar yoki molekulalarning sehrli raqamlari deb ataladi. Natijada ular o'z xossalarining o'lchamlariga nisbatan monoton bo'lmagan bog'liqligi bilan xarakterlanadi, ya'ni ularni hosil qiluvchi atom yoki molekulalar soniga bog'liq.
Magic klasterlar o'ziga xos bo'lgan ortib borayotgan barqarorlik ularning atom yoki molekulyar konfiguratsiyaning qattiqligi bilan bog'liq, qaysi
118
SUYUQ KRISTALLAR VA ULARNING XUSUSIYATLARI
Suyuq kristallar.
Suyuq kristallar-suyuqlik va kristall xossasiga ega bo’lgan moddalar bo’lib unda bir vaqtning o’zida ham kristallik, ham suyuqlik xususiyatlari namoyon bo’ladi. Ma’lumki moddadarining ko’pchiligi uchta agregat holatda (qattiq, suyuq, gaz) bo’lishi mumkin. Murakkab molekulalarga ega bo’lgan ba’zi organik moddalar yuqoridagi uchta holatdan tashqari to’rtinchi holatda ham bo’lishi mumkin. Ular eritilayotganida oddiy suyuqlikdan farqlanuvchi suyuq kristall fazasi xosil bo’ladi. Mazkur faza kristallning erish haroratidan boshlanib undan yuqori harorat intervalida mavjud bo’ladi. Agar uni ayni shu interval chegarasidan yuqori haroratga qadar qizdirilsa, suyuq kristall oddiy suyuqlikka aylanib qoladi. Suyuq kristallar 1888 yilda Avstriyalik batanik-olim F.Reynitser tomonidan birinchi marta olingan va tadqiq qilingan. F.Reynitser sintez qilgan yangi modda xolesteril benzoat ikkita erish nuqtasiga egadir. Bu qattiq jismning harorati 1450 S ga yetganda, u loyqa suyuqlikka aylanadi. 1790 S haroratda esa suyuqlik tiniqlashib qoladi, ya’ni o’zini optik nuqtai nazardan oddiy suyuqlikdek, masalan suvdek tutadi.
F.Reynitser polyarizatsion mikrosko’p ostida holesteril benzatning loyqa fazasini ko’zatganda u ikkilanma nur sindirishga ega ekanligini aniqladi. Molekulalarning fazoda tartiblanishi odatdagidek to’liq bo’lmasa ham u suyuq kristallar xususiyatiga jiddiy ta’sir ko’rsatadi. Shuning bilan ham ular oddiy suyuqlikdan farq qiladi. Molekula o’qlarining eng oddiy tartiblanishlaridan tashqari, suyuq kristallarning molekulalarida bundan ham murakkab oriyentatsion tartiblanish amalga oshishi ham mumkin. Suyuq kristallarning turlari. Nematik, smektik va xalesterik. Molekulalar o’qlarining tartiblanishining ko’rinishiga qarab suyuq kristallar uch turga bo’linadi: 1. Nematik. Nematik grekcha “nema” so’zidan olingan bo’lib “ip” deganidir. Nematiklar tarkibida mikrosko’pik ipsimon strukturalar mavjud bo’lib ularning oxiri yoxud erkin, yoxud idishning devoriga yopishuvchan bo’ladi. 1930 yilning boshlarida nematik moddalarning umuiy molekulyar strukturasi qarama-qarshi muloxazalarning yuzaga kelishiga sabab bo’ldi. Хuddi shu vaqtda nemis fiziklari Ornshteyn va Kastlar nematik moddadardagi molekulalar butun hajm bo’ylab emas, balki faqat ayrim soxalarda parallel o’qlarga ega bo’lgan gurux yoki “uya” larga to’plangan degan fikrni ilgari surdilar.
Ularning taxminlaricha, har bir uya tarkibida bir millionga yaqin moleklalar joylashgan bo’ladi. Yaqinda Shvetsiyalik olim K.Ozen nematik moddadagi molekulalarning barcha o’qlari bir-biriga parallel, ularning o’zlari esa modda bo’ylab bir xilda joylashganligini isbotladi. Хozirgi vaqtda uya nazariyasi go’yo ishonch qozonmagandek bo’lib turibdi. 2. Smektik. Smektik, grekcha smegma-sovun so’zidan olingan bo’lib, Smektiklar sigarasimon shakldagi molekulalardan tashkil topgan bo’lib u molekulalarning katta o’qlari bir-biriga parallel orintatsiyalangan qatlamlar to’plamini xosil qiladi. Smektik suyuq kristall moddalarning eng ko’p tarqalgan misoli sovun ko’pigidir. Sovun pufaklarining tashqi va ichki sirtlari orasida suv bo’lib u smektik qatlamlardan iborat bo’ladi. Agar pufak siqilsa, suvning molekulalari qatlamdan siqib chiqariladi va u yana qaytadan suyuqlik eritmasiga qaytib o’tadi. Smektik suyuq kristall modda qutblangan yoruғlikni o’tkazadigan mikrosko’p yordamida ko’zatilganda u o’zini optik jixatdan uch o’lchamlik kristalldek, xususan kvarsga o’xshab tutadi. Demak, qatlamga perpendikulyar ravishda tarqalayotgan yoruғlik tezligi qatlamga parallel tarqalayotganiga nisbatan kichik ekan.boshqacha aytganda, molekulalarning o’zun o’qi bo’ylab yoruғlik ko’ndalangiga nisbatan kichik tezlik bilan tarqaladi. Bunday tipdagi kristall strukturalar optik musbat strukturalar deb ataladi. 3. Holesterik. Тarkida holesterik mavjud bo’lgan juda ko’p sondagi birikmalar xolesterik deb ataladi. Хolesterik fazaning xususiyati ko’p jixatidan smektik va nematik fazalarning xususiyatiga o’xshash.
Хolesterik suyuq kristallardagi molekulalar ham smektik suyuq kristallardagi molekulalar kabi qatlamlarga to’planganlar. Ammo har bir qatlamning ichida molekulalar o’qining bir-biriga nisbatan joylashuvi esa nematik fazani eslatadi. Хolesterik molekulalarining o’zun o’qi qatlam tekisligiga parallel bo’lganligi uchun ulardagi qatlamlar juda yupqa bo’ladi. Ma’lumki yoruғlikni qutblanish tekisligini (buruvchi) aylantiruvchi kristall moddalar optik aktiv modda deb ataladi. O’tkazilgan tajribalar xolesterik modda ham optik aktiv modda ekanligini va qutblanish tekisligini 1800 gacha burchakka burishini ko’rsatdi. Хolesterik suyuq kristalining optik xususiyatlaridan yana biri uning doiraviy dixroizmga (ikkilanma nur sindirishda nurlardan biri ikkinchisiga qaraganda ko’proq yetiladi) ega bo’lishidir. Smektik va nematik moddalarga qarama-qarshi xolestik suyuq kristallar optik manfiydirlar. Buning ma’nosi sho’qi molekulyar qatlamlarga perpendikulyar tarqalayotgan yoruғlikning tezligi masimal qiymatga ega. Uchchala suyuq kristall moddalarga xos xususiyat ikkinlanma nur sindirilishining mavjudligidir. Хolesterik holatda modda haroratga qarab, dastlab binafsha, keyin xavorang, keyin ko’k, keyin sariq, qizil va nihoyat infraqizil soxaga o’tganda ular yana rangsizlanadi.
Ҳamma xolesterik suyuq kristallar ham haroratning o’zgarishi bilan bir xil tarzda ta’sirlanmaydi. Masaln ba’zilari o’z rangini faqat qizildan yashilgacha o’zgartiradi. Elektr va magnit maydonlaridagi suyuq kristallarnnig xossalari. Oddiy nematik moddaning molekulalari elektr va magnit maydonda xuddi temir kukunlari kabi ta’sirlashadi: Juda kichik maydonning o’ziyoq molekulalarning o’zun o’qlarini bir-biriga parallel joylashtiradi. Magnit maydoni suyuq kristallarning yopishqoqligini ham o’zgartiradi. Elektr maydoniga joylashtirilgan yupqa suyuq kristall qatlamida difraksion panjaraga o’xshash fazoviy-davriy strukturalar vujudga keladi.
Ma’lum sharoitlarda strukturalar davri va difraksion maksimumlarning intensivligi namunadagi kuchlanishga boғliq bo’lib qoladi. Bu esa boshqariladigan difraksion panjaralar yaratishda foydalanish mumkin.
Katta elektr maydonlarda suyuq kristallarning dastlab tiniq namunasi, yoruғlikni kuchli sochilishi tufayli u xira-loyqa bo’lib qoladi. Elektr maydon olingandan so’ng suyuq kristall o’zining dastalabki holatiga qaytadi. (yopishqoqligi katta bo’lgan smektikdan boshqalari, u tasvirni o’zoq vaqt “eslab” qoladi). Suyuq kristallarni qo’llanilishi. Matritsaviy qurilmalar.
Displeylar.
Хozirgi paytda suyuq kristallar texnikaning turli soxalarida keng qo’llanilmoqda. Ularni ba’zilarini quyida ko’rib o’tamiz. 1. Elektr payvandlovchi uchun maska (niqob). Germaniya firmalaridan biri payvandlovchi uchun yangi maska chiqardi. Unda maskadagi qora oyna, ikkita suyuq kristalldan yasalgan yoruғ yupqa qatlam bilan almashtiriladi. Bu tvist yacheyka bo’lib, u fotoelementdan boshqariladi. Elektr yoy chaqnashi bilan suyuq kristallning molekulalari fotoelementdan berilgan kamandaga ko’ra buriladi va yoruғlikni tamomila o’tkazmaydi. Demak suyuq kristall yacheykaga qo’yilgan kuchlanish ta’sirida molekulalar qayta orentatsiyalanadi. Payvandlash to’xtashi bilanoq molekulalar dastlabki holatiga qaytadi. 2. Тibbiyotda qo’llanilishi. Suyuq kristallar xozirgi paytda bemorlarga tashxis qo’yish uchun ishlatilishi mumkin. Shu maqsadda ultratovushli rentgen yaratildi. Bunda inson a’zosi rentgen nuri bilan emas, balki ultratovush bilan yoritiladi, ultratovush inson uchun mutloq zararsizdir. Bundan tashqari asosiy elementi suyuq kristall yacheykadan iborat bo’lgan asbob yordamida ko’zdan turli masofalarda joylashgan ob’ektlar inson tomonidan qaralganda ko’zning akkomadatsiyasini tadqiq qilish, uning vaqtiy tafsifini va akkomodatsiya jarayonida bo’lishi mumkin bo’lgan patologik o’zgarishlarni o’rganish mumkin. Bu asbobda suyu kristall yacheykasida yoruғlikning dinamik sochlish hodisasidan foydalaniladi, yacheykaning o’zi esa ekran vazifasini bajaradi. 3. Matritsaviy displeylar.
Suyuq kristall yacheyka bitta yoki bir necha misol uchun qo’l soati indikatoridagi har bir yacheykaga boshqaruvchi kuchlanishni alohidao’zatishning muammosi yo’q. Endi qandaydir qurilma uchun millionatrofidagi yacheykalar zarur bo’lsin va bu yacheykalarning har birining tavsiflarini bir-biridan mustaqil boshqarish zaruriyati tuғilgandagi holatini tasavvur etib ko’raylik. Biz televizion ekran yoki displey yaratmoqchi bo’lsak, u holda shunday sharoit tuғilishi mumkin.
Bu holda boshqaruvchi kuchlanishni o’zatish tizimini yaratish muxim muammoga aylanadi. Chunki agar har bir yacheykani kuchlanish o’zatuvchilarini individual kanallar bilan ta’minlasak, u holda televizor ekrani yoki displey uchun yacheykalarga signallarni yetkazuvchi million juft atrofidagi o’tkazgich kerak bo’ladi. Bu esa amalda mumkin emas, demak boshqa yo’lni axtarish kerak. Mana shu yerda enda suyuq kristall yacheykalarni matritsaviy boshqarishi qo’l keladi. Bunda birdaniga juda ko’p sonli yacheykalarni boshqarish amalga oshiriladi. Bunday boshqarishda kuchlanishni o’zatuvchi o’tkazgichlar tizimi ikkita o’zaro perpendikulyar va bir-biridan izolyatsiyalangan parallel o’tkazgichlar tizimlari to’plamidan iborat bo’lib ular kvadratsimon panjarani ya’ni matritsani xosil qiladi. O’zaro perpendikulyar o’tkazgichlar kesishgan joyi suyuq kristall yacheykadan iborat bo’ladi. Demak matritsaviy tizim, yetkazuvchi simlar sonini keskin kamaytirish imkoniyatini beradi. mikrosxema elementlari displey yacheykalari Suyuq kristalli matritsaviy displeylarni va mikroelektron texnikasining ittifoqi xozirda Yaponiyada chiqara boshlanganxozirgi zamon elektron luғatini yuzaga keltirdi. Ular xotirasiga ikki tildagi so’zlar kiritilgan va matritsaviy displey va alfavit klaviatura bilan ta’minlangan oddiy cho’ntak mikrokalkulyator o’lchamidek bo’lgan miniatyuraviy hisoblash mashinasidan iboratdir. Klaviatura bo’yicha bir tildagi so’z terilsa, displeyda shu so’zning boshqa tildagi tarjimasi ko’rinadi. Nazorat savollari 1. Suyuq kristallar 2. Suyuq kristall turlari. Nematik, smektik va holesterik 3. Elektr va magnit maydonlaridagi suyuq kristallarning xossalari 4. Suyuq kristallarni qo’llanilishi matritsaviy displeylar.
Xulosa
Xulosa qilib aytganda Nanotexnologiya qishloq xo'jaligida yangi usullar va texnikalarni innovatsiya qilish orqali inqilob qilishi mumkin. Nanotexnologiyadan dehqonchilikning aniq usullarini takomillashtirish, atrof-muhit bosimiga bardosh berish va o'simliklarning ozuqa moddalarini o'zlashtirish qobiliyatini oshirish, shakllanish jarayonlarini aniqlash va nazorat qilish uchun foydalanish mumkin. Nanotexnologiya, shuningdek, uzoq vaqt davomida katta hajmdagi energiyani saqlaydigan akkumulyator batareyalarini ishlab chiqarishda ham qo'llaniladi. Binobarin, toza energiyaga ega avtomobillar arzon narxlarda ishlab chiqariladi va neftga bog'liq bo’lmaydi. Mudofaa tizimida nanotexnologiya.Hozirgi vaqtda ilg'or mamlakatlarning aksariyat harbiylari nanotexnologiyadan tadqiqotlar, loyihalar va ilovalarda foydalanmoqda. Nanotexnologiya armiyani kuchliroq va engilroq buyumlar bilan ta'minlashi mumkin, yaralarni davolash uchun nanomikalarni va bintlarni qo'llabquvvatlaydi va qon ketishini to'xtatadi, antibakterial va antiviral, gaz va biologik sezgirlik sifatida kumush bilan o'ralgan oziq-ovqat. Nanotexnologiyadagi ushbu taraqqiyot va takomillashuvga qaramay, ushbu texnologiya ishlab chiqarilganda yoki hatto qo'llanilishi va yo'q qilinishida ma'lum xavflarga ega. Ushbu bobda nanotexnologiyaning potentsial harbiy qo'llanilishining keng ko'lamli ko'rinishi ko'rib chiqildi. Shuningdek, u nanotexnologiyaning ilg'or ishlanmalarini mudofaa sohasida qo'llash imkoniyatlarini ta'kidladi. Himoya zirhlari, ko'rinmas jihozlar, yoqilg'i tejamkorligi, engilroq va kuchli kemalar transport vositalarini ishlab chiqarish, elektromagnit kamuflyaj yordamida radar aniqlanmagan samolyotlar va suv osti kemalari Marin, Harbiy havo kuchlari va hatto jang maydoni armiyasi uchun nanotexnologiyada eng yo'naltirilgan ilovalardir.
|
| |