Fullerenlar. Nanotrubkalar va nanotolalar - Химия - Презентации

Информация о документе

Цена	3000UZS
Размер	3.5MB
Покупки	0
Дата загрузки	19 Март 2023
Расширение	pptx
Раздел	Презентации
Предмет	Химия

Fullerenlar. Nanotrubkalar va nanotolalar

Купить

Fullerenlar. Nanotrubkalar va nanotolalar

Nanoximiyada uglerodning ahamiyati juda ktta, fullerenlar va nanoquvurlarning kashf etilishi ham ko’p jihatdan ana shunga bog’liq. Fullerenlar – shakliga ko’ra futbol to’pini eslatadigan sharsimon karkas strukturali 40 tadan ko’proq uglerod atomlaridan iborat klasterlardir.

1985-yilda Robert Kerl, Garold Kroto va Richard Smollilar kutilmaganda tubdan yangi uglerodli birikma -fullerenni ochdilar. Fullerenlarning noyob xossalari ularga juda katta qiziqishni keltirib chiqardi. 1996-yilda ularga Nobel mukofoti topshirildi.

Fulleren molekulasi asosi ugleroddir - bu noyob kimyoviy element ko‘pchilik elementlar bilan birikib turli tarkib va qurilishga ega molekulalar hosil qilish xossalariga ega. Maktab kimyo kursidan bizga ma’lumki, uglerod 2 ta asosiy allotrop holatga ega: grafit va olmos. Fulleren ochilishi bilan uglerod yana bir allotrop holatga ega bo’ldi deyishimiz mumkin. Biz ana shu grafit, olmos va fulleren molekulalari tuzilmalarini ko‘rib chiqaylik.

Grafit qatlamli tuzilishga ega. Uning har bir qatlami to‘g‘ri olti burchaklardagi bir-biriga kovalent ravishda bog’langan uglerod atom- laridan iborat.

Qo'shni qatlamlar kuchsiz Van-der- Vaals kuchlari bilan bir-biriga bog'lanib turadi. Bunga misol qilib oddiy qalamni ko'rsatishimiz mumkin - siz grafitli sterjenni qog‘oz ustida yurgizsangiz, qatlamlar asta-sekin bir biridan ajraladi va qog‘ozda iz qoldirishadi

Olmos uch o‘lchamli tetraedrik tuzilishiga ega. Uglerodning har bir atomi qolgan to‘rttasi bilan kovalent ravishda bog‘langan, Barcha atomlar kristall panjarada bir- biridan bir xil masofada (154 nm) joylashgan. Ular har biri boshqalari bilan to‘g‘ri kovalent bog'langan va kristallda bitta yirik makromolekula hosil qiladi.

C-C kovalent bog‘lanishlarning yuqori energiyasi hisobiga olmos juda mustahkam va nafaqat qimmatbaho tosh, balki metall kesuvchi va silliqlovchi uskunalar tayyorlash uchun ham xomashyo sifatida ishla- tiladi.

Fullerenlar o‘z nomlanishini arxitektor Bakminster Fuller sha’niga olishgan, u bunday strukturalarni arxitekturada foydalanish uchun yaratgan (shuning uchun ularning yana bakibolalar deb ham atashadi). Fulleren futbol to‘piga juda o‘xshovchi, 5-6 burchak shaklli “yamoqlar”dan tuzilgan karkas tuzilishiga ega. Bu ko‘pyoqlar uchida uglerod atomlari joylashgan deb tasavvur qilsak, unda biz eng barqaror bo'lgan C60„ fuilerenini olamiz.

Eng taniqli hamda fullerenlar oilasining eng simmetrik bo‘lgan vakili C60 molekulasida oltiburchaklilarning soni 20 ga teng. Bunda har bir beshburchak faqat oltiburchakli bilan chegaralashgan, har bir oltiburchak oltiburchaklilar bilan 3 ta umumiy tomonga va 3 ta besh- burchaklar bilan umumiy tomonga ega C60

Fulleren molekulasi tuzilishining qizig‘i shundaki, bunday uglerod “to‘pi”ning ichida bo‘shliq hosil bo‘ladi, unga kapillar xususiyatlari hisobiga boshqa materiallarning atom va molekulalarini kiritish mumkin, bu esa ularga, masalan, ularning xavfsiz ko‘chirish imkonini beradi.

Fullerenlarni o'rganish davomida uning tarkibida uglerod atomlari soni turlicha - 36 tadan 540 tagacha bo'lgan molekulalari sintez qilindi va o‘rganildi.

• C540 Ammo uglerodli karkas tuzilmalar xilma-xilligi bu bilan tugamaydi. 1991-yilla yaponiyalik professor Sumio Iidzima uzun uglerodli silindrlarni aniqladi va ularni nanonaychalar deb nomladi.

Nanonaycha - bu milliondan ortiq uglerod atomlaridan iborat molekula bo‘lib u diametri 1 nanometrga yaqin va uzunligi bir necha o‘n mikron bo‘lgan naycha ko‘rinishidadir. Naycha devorlarida uglerod atomlari to‘g‘ri oltiburchaklarning uchida joylashgan.

Nanonaychalar tuzilishini quyidagicha ko‘z oldimizga keltirish mumkin: grafit tekislik olamiz (qog‘oz), uni uzun qilib kesamiz va silindrga “yopishtiramiz” (haqiqatda nanonaychalar boshqacha o‘sadi). Bu juda oddiy ekanku - ammo buni nanonaychalar tajribalar natijasida yaratilguncha hech bir nazariyachi oldindan aytib bera olmagan. Shuning uchun ham olimlarga uni o‘rganish va undan hayratlanishdan boshqasi qolmadi.

Hayratlanishga esa asos bor edi, chunki bu hayratga solgan nanonaychalar odam sochi tolasidan 100 ming marta ingichka bo‘lishiga qaramasdan juda ham mustahkam material bo‘lib chiqdi. Nanonaychalar po‘latdan 50-100 marta mustahkamroq va 6 marta kichik zichlikka ega. Yung moduli - materialning deformatsiyaga qarshilik darajasi - bu nanonaychalarda oddiy uglerod tolalariga nisbatan ikki barobar yuqori.

Naychalar nafaqat mustahkam, balki o‘ta qattiq mustahkam rezina naychalarga o'xshaydi. Mexanik kuchlanishlar ta'sirida nanonaychalar o'zini boshqacha, antiqa tutadi: ular “uzilmaydi”, “sinmaydi”, oddiygina tarzda joylarini almashtirib olishadi. Nanonaychalarning bunday o‘ziga xos xususiyatlaridan sun’iy muskullar yaratishda foydalanish mumkin, ular bir xil hajmda biologik muskullardan 10 barobar kuch- liroq bo‘lishi mumkin, yuqori temperaturadan, vakuum va ko‘plab kimyoviy reagentlardan qo‘rqishmaydi.

Nanonaychalardan o‘ta yengil va o‘ta mustahkam kompozitsion materiallar yaratish mumkin, ulardan esa harakatni qiyinlashtirmaydigan o‘t o‘chiruvchilar va fazogirlar uchun kiyimlar tikish mumkin, Yerdan Oygacha bo‘lgan bitta naychali nanokabelni ko‘knor urug‘i o’lchamidagi g‘altakka o‘rash mumkin. Nanonaychalardan tashkil topgan dia- metri 1 mmli uncha katta bo’lmagan ip, o‘zining massasidan yuz milliardlab katta bo’lgan 20 t yukni ko‘tara olgan bo’lar edi.

To‘g‘ri, hozir nanonaychalarning maksimal uzunligi o‘n va yuzlab mikron - atomlar masshtabidan juda katta, shunday bo’lsa ham ular doimiy foydalanish uchun juda kichiklik qiladi. Lekin olinayotgan nanonaychalarning uzunligi asta-sekin oshib bormoqda - hozir olim- lar santimetrli chegaraga yaqin kelishdi. 4 mm uzunlikka ega bo’lgan ko‘p qatlamli nanonaychalar olindi. Shuning uchun ham olimlar yaqin kelajakda metr va yuzlab metrli uzunlikdagi nanonaychalarni o'stirishga erishadilar deb umid qilsak bo’ladi.

Nanonaychalar turli shakllarda bo’ladi: bir qatlamli, ko‘pqatlamli, to‘g‘ri va spiralsimon. Bundan tashqari, ular kutilmagan elektrik, mag- nitik, optik xossalarini namoyish qilishmoqda. Maqsadga muvofiq ravishda naychalar ichiga boshqa materiallar atomlarini kiritish yo’li bilan nanonaychalarning elektron xossalarini o‘zgartirish mumkin.

• Fullerenlar va nanonaychalar ichidagi bo‘shliqlar anchadan buyon olimlar diqqatini tortar edi. Tajribalardan ko‘rinishcha, fulleren ichiga qaysidir materialning atomi kiritilsa, bu uning elektrik xossalarini o‘zgartirib yuborishi va hattoki izolatorni o‘ta o‘tkazgichga aylantirib yuborishi mumkin ekan. • Shunday yo‘l bilan nanonaychalar xossalarini ham o‘zgartirish mumkinmi? Olimlar nanonaychalar ichiga avvalo gadoliniy atomlari kiritilgan fullerenlar zanjirini joylashga erishdilar.

Bunday g‘aroyib strukturaning elektrik xossalari oddiy, bo‘shliqli nanonaychalar hamda ichida bo‘sh fullerenli nanonaychalar xossalaridan kuchli ravishda ajralib turadi. Bunday birikmalar uchun maxsus kimyoviy belgilar ish- langan. Yuqorida ta'riflangan struktura quyidagicha belgilanadi: Gd@ C60@SWNT, bu Gd ichida C60 ichida SWNT bir qatlamli nanonaycha.

• Yana bir misol - nanonaychadan tekshiruvchi mikroskop ignasi sifatida foydlaniladi. Odatda, bunday igna juda o’tkirlashgan volframli igna ko’rinishida bo’ladi, ammo atomlar o’lchovida bunday ignalar juda qo‘pol bo'lib qolaveradi. Nanonaycha esa diametri bir necha atomlar tartibidagi eng yaxshi igna ko’rinishida bo’ladi. • Nanonaychalaming g‘aroyib elektrik xossalari ularni nanoelektronikaning asosiy materiallaridan biri qilib qo‘yadi. Ular asosida kompyuterlar uchun yangi elementlar tayyorlandi. Bu elementlar uskunalar o’lchamlarini kremniyli asboblarga nisbatan bir necha tartibga kichrayishni ta'minlaydi.

• Nanoelektronikada nanonaychalarni qo’llashning yana bir yo‘nalishi - yarimo‘tkazgichli getereotuzilmalar, ya’ni “metall yarimo‘tkazgich” tipidagi tuzilmalarni hosil qilishdir. • Endi bunday qurilmalarni tayyorlash uchun ikkita materialni alohida-alohida o‘stirish va so‘ngra ularni bir biri bilan “payvandlash” shart emas. Nanonaychaning o‘sish jarayonida unda tuzilish nuqsoni (uglerodli oltiburchakning birini beshburchakli bilan admashtirib qo‘yish) hosil qilish, ya’ni uni o‘rtasidan maxsus ravishda sindirib qo‘yish yo’li bilan hosil qilish mumkin. Shunda nanonaychaning bir qismi metall xossalariga, boshqasi esa yarimo’tkazgich xossalariga ega bo’ladi.

• Viruslar va nanokapsulalarga asoslangan dorilarni yetkazishning bundan ham samaraliroq usullarini ham yaratish mumkin. Nanonaychalar asosida ayrim atomlarni yuqori tezlikda aniq tarzda tashib beruvchi konveyerlar ham yaratilgan.

Купить

Похожие документы
17-guruh elementlari galogenlar
Oltinchi guruh p-elementlari
Bufer eritmalar, bufer eritmalarda pHni aniqlash, tuzlar gidrolizi, tuz effekti
3-guruh d-elementlari
Argos test javoblari