NANO TEXNALOGIYALAR

tarafından Qonaq 29/6/2009, 00:21

Cəmiyyətində yeni təkamül - Nano texnologiyaları

“Nanotexnologiya” termini ilk dəfə olaraq 1974 -cü ildə Norio Taniquti tərəfindən işlədilib. Lakin ondan da əvvəl 1959-cu ildə Riçard Feynman özünün “Aşağıda yer çoxdur” adlı məqaləsində nanotexnoloji metodlar haqqında məlumat vermişdi. O, təklif edirdi ki, öz kiçik surətini yaradan mexanizm qurulsun. Yaradılmış mexanizm adekvat hərəkəti davam etdirsin və nəticədə həmin surətlər bir atomun ölçüsündə olsun. Sonra həmin mexanizm ayrı-ayrı atomlardan öz surətlərini toplayaraq makroəşyalar yaratsın. Bütün bunları deməklə R.Feynman bir məqsəd güdürdü, insan əməyi az sərf olunsun, istehsalatın həcmi isə sürətlə artsın.

Hazırda dünyada nəşr olunan elmi jurnalların 80-90 faizi nanostrukturlardan yazır və bəzən bir ölkədə dəqiq elmin mövcud olub-olmaması nano tədqiqatların səviyyəsi ilə müəyyən edilir, yəni “nano tədqiqatlar varsa, ölkədə elm var, yoxdursa, yox” qənaəti formalışır. Öz adını yunanca “nannos” - balaca adam və ya cücə sözündən alan bu sahə ölçüləri nanometr, yəni metrin milyardda biri səviyyəsində olan obyektlərdə aparılan tədqiqatları əhatə edir. Nano tədqiqatlar ölçüləri 0,1-100 nanometr arasında dəyişən hissəcikləri əhatə edir. Belə kiçikölçülü tədqiqat aləmi fizika üçün tamamilə yeni sahədir. İndiyə kimi tədqiqatlar mikrometr, yəni metrin milyonda biri səviyyəsində aparılırdı və çağdaş mikroelektronika bu araşdırmaların nəticələrinə əsaslanır. Min dəfə kiçik ölçülər səviyyəsinə enmə fizikləri yeni problemlərlə üz-üzə qoyur. Nanotədqiqatlar fizikaya yeni anlayışlar - məsaməli yarımkeçiricilər, nanoplastırlar, nanoçuxurlar, kvant məftilləri və kvant nöqtələri daxil edib. Bu səviyyəyə endikdə, fiziki hadisələr özlərini fərqli göstərir və dəyişilir. Adi silisiumda otaq temperaturunda görünən hissədə lüminessensiya alınmır. Məsaməli silisium spektrin görünən sahəsində şüalanır. Bu o deməkdir ki, nanohissəcik halında silisiumun qadağan olunmuş zolağı bir neçə dəfə artır. Nanoölçülərdə maddələrin kimyəvi xassələri də dəyişir. Kimyaçılar sübut ediblər ki, nanokristallar katalizator kimi mühüm rol oynayır. Nanohissəcik bir neçə atomdan ibarət olur, belə hissəciklərin kimyəvi reaksiyada aktivliyi artır.

Məhz belə incə - bir neçə atom qalınlığında olması uzun illərdir ki, nanokristalların alınmasında problem yaradırdı. Ötən yüzilliyin səksəninci illərinin sonlarında - bu tədqiqatlara kütləvi başlanılan ilk illərdə alimlər mikrometr səviyyəsində aparılan araşdırmalarda tətbiq edilən cihazların və texnologiyanın bu sahəyə tətbiq edilə bilməyəcəyini bildirirdilər. Bunu inkişaf etmiş ölkələrin hökumətləri də anlayırdı və sahəyə lazım olan qədər maliyyə vəsaiti ayırırdı. Bu səbəbdəndir ki, on-on beş il qabaq nanoaraşdırmalar baxımından eyni səviyyədə olan ölkələr arasında indi yetərincə fərq yaranıb. Hələ ki bu sahənin lideri ABŞ-dır, bu ölkədə nanotexnologiya üzrə 8 mindən çox elmi nəticə dərc edilib. 1994-cü ildə bu sahədə, təxminən, Rusiya ilə eyni səviyyədə olmuş Çin isə artıq dünya ikincisi sayıla bilər, onun payına 6 minə yaxın dərc edilmiş elmi nəticə düşür. Rusiya bu sahədə hətta Koreyadan da geri sayılır və rus alimləri indiyə kimi nanotədqiqatlar sahəsində 1300-ə yaxın elmi nəticə dərc etdirə biliblər. Bu sahədə Azərbaycan alimlərinin uğurlarından o qədər də ürəkdolusu danışmaq olmur, həmvətənlərimizin dərc edilmiş elmi nəticələrinin sayı 20-25-i keçmir. Hələ ki bu sahədə çalışan yeganə laboratoriya Milli Elmlər Akademiyasının Fizika İnstitutundadır və orada da yalnız nəzəri tədqiqatlarla məşğul olurlar. İrəli sürülən nəzəri təkliflərin təcrübədə araşdırılması isə mümkün deyil, bunun üçün avadanlıq və lazımi təcrübə materialları çatışmır. Lakin keçən illərdə institutun kompüterləşdirilməsi, əldə edilən nəticələrin elektron variantının yaradılması mümkün olub.

Lakin alimlərimizin işləri ABŞ-da çıxan “Fizikal revü” jurnalında bir neçə dəfə nəşr olunub. Bu onu göstərir ki, alimlərimiz dünya elminin bu qabaqcıl cəbhəsində işləyə bilərlər.

Yuxarıda qeyd etdik, Rusiya nanotexnologiyalar sahəsində o qədər də yüksək yerləri tutmur. Bunu nəzərə alan Rusiyanın iqtisadi inkişaf naziri German Qref 2007-ci ildə nanotexnologiyanın inkişafına 12 milyard rubl, yəni təxminən, 400 milyon ABŞ dolları ayrılacağını bildirib. Rusiyanın aparıcı elmi mərkəzlərindən olan Dubnada işləyən alimlər isə nanotexnologiyadan istifadə edilərək, yığılmış günəş batareyasının layihə işlərinin bitirilməsi və işin kütləvi istehsala çatdırılması üçün 30 milyon ABŞ dolları istəyirlər. Dubna alimləri qalınlığı 0,5 millimetr olan silisium təbəqə üzərinə qızıl nanohissəcik yerləşdirməklə həssas təbəqə əldə ediblər. Təbəqə geniş diapazonda - 300 nanometrdən (ultrabənövşəyi diapazon) 1200 nanometrə (infraqırmızı diapazona) kimi dəyişən işıq spektrinə həssaslıq göstərir. Dubnada yerləşən Nüvə Tədqiqatları İnstitutunun əməkdaşlarının fikrincə, nanoölçülərdə materialın xassələri güclü dəyişikliklərə məruz qalır, əgər adi fotoelementlərdə bir elektronu əldə etmək üçün 5-6 foton lazım gəlirsə, onlara cəmi ikisi yetərlidir. Bu o deməkdir ki, artıq bu gün 1 kvadratmetrdən 600 vt-a yaxın enerji almaq mümkündür. Beləliklə, Dubna alimləri faydalı iş əmsalı ən yaxşı qaz-trubin generatorununkuna yaxın olan günəş batareyası əldə ediblər. Onlar elə həmin maddədən superkondensatorlar da hazırlayırlar. 3 sm diametrli silindrik kondensator avtomobil akkumulyatorundan 200 dəfə çox enerji saxlaya bilər. Hər iki kəşf elektriklə işləyən avtomobil arzusunun həyata keçirilməsi baxımından çox önəmlidir.

Qərbdə rusları nanotexnologiyalar sahəsində lider ölkələrdən saymasalar da, rus alimlərinin bir sıra başqa fikirləri də onlarda maraq doğurur. Məsələn, Ulyanovsk Universitetinin dosenti O.N.Qodomski hesab edir ki, nanotexnologiyadan istifadə edərək, optik görünməyən sistemlər hazırlamaq olar və nəzəri cəhətdən artıq bu mümkündür. Bu nəzəriyyəyə görə, sistemin üzərinə nanotexnologiyadan istifadə edərək hazırlanmış xüsusi təbəqə çəkilir. İşıq həmin təbəqədə tam udulur və əks edilmir, optik şəffaflıq əmələ gəlir. Toxunmadıqda belə cisimləri hiss etmək olmur. Bu, hərbi sənaye üçün çox böyük əhəmiyyət kəsb edən yenilikdir və dünya elmi dairələrində böyük maraq doğurub. Qalan hallarda isə Rusiya alimləri ucuz başa gələn kimyəvi yollarla nanoməhsul alınmasına üstünlük verirlər. Məsələn, Rusiyada antibakterial mühit yaradan nanohissəcik qatılmış boyalar, pastalar, tozlar getdikcə daha çox təklif edilməkdədir. Bu boyalar bəzən çox əsrarəngiz dillə, məsələn, Misir ehramlarının şəfaverici mühitinin əsas səbəbkarı və s. kimi cəlbedici sözlərlə reklam edilir.

Hazırda molekulyar-şüa epitaksiya üsulu ilə nanoməhsul alınması üçün lazım olan avadanlıq 5-6 milyon ABŞ dollarına başa gəlir. Yaponiya istehsalı çapedici mikroskopun qiyməti isə təxminən, 1 milyon ABŞ dollarıdır. Bu mikroskopla həm nanoməhsulun kimyəvi tərkibi müəyyənləşdirilir, həm də kristal quruluşu haqqında məlumat verilir. İndi Azərbaycanda da bu tip qurğular istifadə olunmağa başlayıb. Artıq BDU-nun Nanoaraşdırma Mərkəzində bir ədəd Furye spektrometri quraşdırılıb. Qiyməti təxminən, 70 min ABŞ dolları olan spektrometr Ukraynadan alınıb. Həmçinin, BDU-da iki ədəd - qüvvət və tunel mikroskopları quraşdırılması nəzərdə tutulur. Məmmədəli Ramazanovun dediyinə görə, mikroskopların ayırdetmə qabiliyyəti atom qüvvət rejimində XY müstəvisi üzrə 10 nanometr, Z oxu üzrə 3 nanometrdir. Tunel rejimində işləyəndə isə bu, XY müstəvisi üzrə 1 nanometrə, Z oxu üzrə 0,2 nanometrə bərabərdir. Mikroskoplar üçün 20-25 min ABŞ dollarına yaxın vəsait ödənilib. Hazırda Nanoaraşdırmalar Mərkəzində polimer mühitlərə ferromaqnit nanohissəciklərin daxil edilməsi üzərində işləyirlər. Bu maddələrdə supermaqnetizm müşahidə edilir. Bu maddələr maqnit sahəsinə daxil edildikdə, özünü ferromaqnetik kimi aparır, sahədən çıxdıqda isə qalıq maqnetizm olmur. Bundan istifadə edərək, maqnit açarları düzəltmək olur, həmçinin dənizin üzərindən tullantı neft məhsullarının yığılması da mümkündür və BDU-da bunun üsulları üzərində işləyirlər. Bu zaman neft məhsullarını özündə hopdura biləcək polimer məhsullarının üzəri nanohissəciklərlə örtülür və dənizə atılır. Daha sonra sabit maqnitlə bunların hamısı bir nöqtəyə yığılır.

Məlumat üçün bildirək ki, bir neçə il öncə nanotexnologiyalar üzrə mütəxəssis olan Kamil Qasımlı insan kimi düşünüb davrana bilən, amma heç vaxt insana hücum etməyəcək androidlərin istehsal nəzəriyyəsini hazırlamışdı. Bu nəzəriyyəyə əsasən “Amsterdam” Tədqiqatlar Mərkəzi tərəfindən süni intellektə malik olan android və kiborqlar-dünyada ilk virtual uşaqlar hazırlanmışdı.”Ekki” adlı bu virtual varlıq bir həftə ərzində çağadan 18 yaşlı gəncə dönür. Onun böyüməsi və tərbiyəsi ilə “MSN Messenger” texnologiyası vasitəsilə iki şəxs - “ata” və “ana” məşğul olur.

Adi mobil telefon vasitəsilə ünsiyyəti xatırladan bu təmaslar zamanı süni intellekt texnologiyası real olaraq həyata keçir.

Nanotexnologiya, kompüter texnologiyaları, bioincinirinq və informasiya texnologiyaları sahəsində dünyanın ən nüfuzlu ekspertlərinin fikrincə, Malayziyada çalışan Kamil Qasımlının işləri lazer və ya neytrinonun kəşfi qədər önəmli məsələdir. Azərbaycan alimnin bu uğuru gələcəkdə nanotexnologiylar sahəsində uğur əldə etməyimizə təkan verər,burada investisiyalar və kadr potensialı hesabına Microsoft, İBM, İntel kimi şirkətlərlə rəqabət apara biləcək müəssisələr yaranar. Adını çəkdiyimiz İBM şirkətinin nanotexnologiyalar sahəsində nailiyyətləri olduqca çoxdur. Sonuncu dəfə İBM mikroskopu tərəfindən Kaliforniya ştatının San-Xose şəhərinin Almaden araşdırma mərkəzində bir elektronun maqnit siqnalının şəkli çəkilib. Bu çətin tapşırığın yeni modifikasiyalı maqnitrezonanslı mikroskopun vasitəsilə həyata keçirilməsi mümkün olub. Bu mikroskop təbabətdə istifadə olunan maqnitrezonanslı mikroskoplardan 10 milyon dəfə həssas və elmi araşdırmalarda istifadə olunan sistemləri 10 dəfələrlə qabaqlayıb. İBM mikroskopunun əsas elementi silisiumdan olan mikrokronşteyndir. Hal-hazırda İBM mikroskopu 25 nm ölçüyə qədər cisimləri çəkə bilər.

Son illər ölkəmizdə daha fərqli nanotexnologiyalar tətbiq olunmağa başlayıb . Artıq Beynəlxalq Şərq Neft Akademiyasında Azərbaycanın neft və qaz yataqlarında tətbiq üçün işlənib hazırlanmış ən yeni nanotexnologiya “Qum adası” Neft və Qaz Çıxarma İdarəsinin Hövsan yatağındakı quyusunda uğurla tətbiq olunub. Nanotexnologiyanın tətbiqinə qədər quyu gün ərzində orta hesabla 8 ton neft, 55 ton ümumi maye verirdisə, bu texnologiyanın tətbiqindən sonra gündəlik neft hasilatını 11-12 tona, ümumi maye hasilatını isə 71 tona çatdırmaq mümkün olmuşdur. İndi alimlərin fikrincə, yeni texnologiyanın tətbiqi digər yataqlarda da mühüm nəticələr əldə edilməsinə imkan verəcəkdir.

Ötənilki hesablamalara görə indi dünyada nanotexnologiylar sahəsində investisiya qoyuluşunun həcmi 20 milyard dollara çatıb. Bu sahəyə özəl sektorun nümayəndələri 15,6 milyard, dövlət tərəfindən isə 4,4 milyard vəsait qoyulub. Artıq Azərbaycanda da, dövlət İKT sektorunun inkişafına, yeni texnologiyların ölkəyə gətirilməsinə böyük diqqət yetirir. Ümid edək ki, bir neçə ildən sonra Azərbaycan nanotexnologiyalar sahəsinin liderləri olan Yaponiya və ABŞ-la rəqabətə hazır olacaq.