Talaabada dhanka nanotechnology
Tusmo
Kumanaan sano ka hor, dadku waxay la yaaban yihiin waxa meydadka ku xeeran laga sameeyay. Jawaabihii waa kala duwanaayeen. Giriiggii hore, saynisyahannadu waxay muujiyeen ra'yiga ah in dhammaan jidhku ka kooban yahay walxo yaryar oo aan la qaybin, oo ay ugu yeeraan atamka. Intee in le'eg ayay garan waayeen. Dhowr qarniyo, aragtida Giriigta ayaa ku hadhay mala-awaal kaliya. Waxaa lagu soo celiyay iyaga qarnigii XNUMX-aad, markii tijaabooyin la sameeyay si loo qiyaaso cabbirrada molecules iyo atamka.
Mid ka mid ah tijaabooyinka taariikhiga ah ee muhiimka ah, kaas oo suurtageliyay in la xisaabiyo cabbirrada walxaha, ayaa la sameeyay Saynis yahan Ingiriis ah Lord Rayleigh. Maadaama ay fududahay in la fuliyo isla markaana aad loo qanciyo, aan isku dayno inaan ku celino guriga. Ka dib waxaan u jeesaneynaa laba tijaabo oo kale oo noo ogolaan doona inaan barano qaar ka mid ah sifooyinka molecules.
Waa maxay cabbirada walxaha?
Bariis 1. Habka diyaarinta saliingaha lagu geliyo xal saliid ah oo shidaal laga soo saaray; p - poxylina,
c - sirinjiye
Aynu isku dayno inaan ka jawaabno su'aashan annagoo samaynayna tijaabada soo socota. Laga soo bilaabo 2 cm sirinji3 ka saar tuubbada oo ku xidh meel bannaanka ka soo baxa Poxiline si ay si buuxda u buuxiso tuubada dibadda ee loogu talagalay in irbadda la geliyo (Jaantus. 1). Waxaan sugeynaa dhowr daqiiqo ilaa Poxilina ay ka adkaato. Marka tani dhacdo, ku shub saliingaha qiyaastii 0,2 cm3 saliidda cuntada oo qor qiimahan. Tani waa cadadka saliidda la isticmaalay.o. Mugga haray ee saliingaha ku buuxi shidaal. Isku qas labada dareere silig ilaa xal isku mid ah laga helayo oo silingaha si toosan ugu hagaaji wax-haystaha.
Kadibna ku shub biyo diirran oo ku shub weelka si qoto dheerkiisu yahay 0,5-1 cm Isticmaal biyo diirran, laakiin ha kululayn, si uumiga kor u kacaya loo arki karin. Waxaanu dhawr jeer ku jiidi jirnay xaashida dusha sare ee biyaha si aan u nadiifinno dusha sare ee manka random.
Waxaan ku ururin wax yar oo isku dhafan oo saliid ah iyo baasiin gelinaya dhibicda oo ku kaxee dhibicda dhexda markabka biyo. Si tartiib ah u cadaadinaya tirtiraha, waxaanu ku soo ridnay dhibic yar intii suurtogal ah dusha biyaha. Dhibicda isku dhafka ah ee saliidda iyo shidaalka ayaa si ballaaran ugu fidi doonta dhammaan jihooyinka dusha sare ee biyaha waxayna sameeyaan lakab aad u khafiif ah oo dhumucdiisu tahay hal dhexroor oo qayb ka mid ah shuruudaha ugu wanaagsan - waxa loogu yeero. lakabka monomolecular. Muddo ka bacdi, badiyaa dhawr miridh, baasiinku wuu uumi baxayaa (taas oo ay dedejisay kor u kaca heerkulka biyaha), isaga oo ka tagaya lakabka saliidda monomolecular ee dusha sare (Jaantus. 2). Lakabka ka soo baxa inta badan wuxuu leeyahay qaabka goobada leh dhexroorka dhowr sentimitir ama ka badan.
Bariis 2. Lakabka monomolecular ee saliidda oogada biyaha
m - miskaha, c - biyo, o - saliid, D - dhexroorka samaynta, g - dhumucda samaynta
( cabbirka walxaha saliidda)
Waxaan iftiiminnaa oogada biyaha annagoo ku toosinayna iftiinka iftiinka toosh si toos ah dushiisa. Sababtan awgeed, xuduudaha lakabka ayaa aad u muuqda. Waxaan si sahal ah u go'aamin karnaa dhexroorkeeda D ee qiyaasaha ah ee lagu hayo meel ka sarraysa biyaha oogada. Ogaanshaha dhexroorkan, waxaan xisaabin karnaa bedka lakabka S iyadoo la adeegsanayo qaaciddada aagga goobada:
Haddii aan ogaanay waa maxay mugga saliidda V1 ku jira dhibicda la tuuray, ka dibna dhexroorka molecule saliidda d si fudud ayaa loo xisaabin karaa, iyada oo loo maleynayo in saliiddu ay dhalaalisay oo ay samaysay lakab leh dusha S, sida:
Ka dib marka la barbardhigo qaacidooyinka (1) iyo (2) iyo isbeddel sahlan, waxaan heleynaa qaacido noo ogolaanaya inaan xisaabino xajmiga qaybta saliidda:
Sida ugu fudud, laakiin aan ahayn habka ugu saxsan ee lagu go'aamiyo mugga V1 waa in la hubiyo inta dhibcood ee laga heli karo wadarta mugga isku dhafka ah ee ku jira silingaha oo loo qaybiyo mugga saliidda Vo loo isticmaalo lambarkan. Si arrintan loo sameeyo, waxaanu ku ururinnaa isku dhafka pipette waxaanan abuurnaa dhibco, isku day in aan ka dhigno cabbir la mid ah marka ay ku dhacaan dusha biyaha. Waxaan tan sameyneynaa ilaa inta isku dhafka oo dhan uu dhammaanayo.
Habka ugu saxsan, laakiin waqti badan qaata ayaa ah in si isdaba joog ah loogu daadiyo dhibic saliid ah oogada biyaha, helitaanka lakabka monomolecular ee saliidda oo cabbiro dhexroorkeeda. Dabcan, ka hor intaan lakab kasta la samayn, waa in biyaha iyo saliidda hore loo isticmaalay laga soo saaraa saxanka oo lagu shubaa nadiif ah. Laga soo bilaabo cabbirrada la helay, celceliska xisaabta ayaa la xisaabiyaa.
Ku beddelka qiyamka la helay qaacidada (3), ha iloobin inaad u beddelo cutubyada oo aad ku muujiso muujinta mitir (m) iyo V.1 mitir kuyuubik (m3). Hel cabbirka walxaha mitir. Baaxaddani waxay ku xirnaan doontaa nooca saliidda la isticmaalo. Natiijadu waxay noqon kartaa khalad sababtoo ah male-fududeynta la sameeyay, gaar ahaan sababtoo ah lakabka ma ahayn monomolecular iyo in cabbirada dhibcaha dhibcaha aysan had iyo jeer isku mid ahayn. Way fududahay in la arko in maqnaanshaha lakabka monomolecular keenaysaa in la qiimeeyo qiimaha d. Cabbirrada caadiga ah ee qaybaha saliidda waxay ku jiraan qiyaasta 10.-8-10-9 m. xannibaadda 10-9 m ayaa la yiraahdaa nanometer waxaana inta badan loo adeegsadaa goobta soo koraysa ee loo yaqaan nanotechnology.
"Qalabka maqan" mugga dareeraha
Bariis 3. Naqshadeynta weelka tijaabada dareeraha ee hoos u dhaca;
g - tuubo caag ah oo hufan, p - polyoxylin, l - taliye,
t - cajalad hufan
Labadan tijaabo ee soo socda ayaa noo ogolaan doona in aan ku soo gabagabeyno in unugyada jirka ee kala duwan ay leeyihiin qaabab iyo cabbiro kala duwan. Si aad marka hore sameyso, gooyaa laba qaybood oo ah tuubo caag ah oo hufan, labadaba 1-2 cm dhexroor gudaha ah iyo 30 cm dheer. 3). Ku xidh cidhifyada hoose ee tuubooyinka adigoo isticmaalaya furayaasha poxylin. Ku hagaaji labada taliye ee leh tuubooyinka dhejiska ah ee meel toosan. Ku shub biyo ku filan mid ka mid ah tuubooyinka si aad u sameyso tiir qiyaastii nus dhererka tuubada, dheh 14 cm. Ku shub isla qadarka khamriga ethyl tuubada labaad.
Hadda waxaan waydiinaynaa, maxay noqon doontaa dhererka tiirka isku dhafka labada dareere? Aan isku dayno inaan jawaab u helno si tijaabo ah. Ku shub khamriga tuubada biyaha oo isla markiiba cabbir heerka ugu sarreeya ee dareeraha. Waxaan heerkan ku calaamadeyneynaa tuubada calaamade biyuhu aanay biyuhu lahayn. Kadibna labada dareere ku qas silig oo mar labaad eeg heerka. Maxaan ogaanaa? Waxaa soo baxday in heerkani uu hoos u dhacay, i.e. mugga isku-darka ayaa ka yar wadarta mugga maaddooyinka loo isticmaalo in lagu soo saaro. Dhacdadan waxaa lagu magacaabaa foosha mugga dareeraha. Hoos u dhigista mugga inta badan waa dhowr boqolkiiba.
Sharaxaada modelka
Si loo sharaxo saamaynta isku-buufinta, waxaanu samayn doonaa tijaabo moodeel ah. Unugyada alkolada ee tijaabadan waxaa lagu matali doonaa miraha digir, iyo molecules biyuhu waxay noqon doonaan abuur poppy. Ku shub digir waaweyn oo sarreen ah oo qiyaastii 0,4 m ah marka hore, saxan cidhiidhi ah, saxan hufan, tusaale ahaan, weel dheer.Ku shub miraha poppy weelka labaad ee dhererka isku midka ah (sawirka 1a). Dabadeed waxaanu ku shubnaa iniinaha poppy weel leh digir waxaanu isticmaalnaa taliye si aan u cabbirno dhererka heerka sare ee miraha uu gaaro. Waxaan heerkan ku calaamadeynaa calaamade ama xarig caag dawo ah oo markabka saaran (sawirka 1b). Xir weelka oo rux dhowr jeer. Waxaan u dhignaa si toosan oo hubi inta dhererka heerka sare ee isku dhafka hadhuudhka uu hadda gaaro. Waxay soo baxday in ay ka hooseyso ka hor inta aan la qasin (sawirka 1c).
Tijaabada ayaa muujisay in ka dib marka la isku daro, iniinaha poppy-ga yar yar ay buuxiyeen boosaska xorta ah ee u dhexeeya digirta, taas oo keentay in wadarta mugga ay ku jirto isku-darka ay hoos u dhacday. Xaalad la mid ah ayaa dhacda marka biyaha lagu qaso khamriga iyo dareerayaasha kale qaarkood. Unugyadoodu waxay ku yimaadaan cabbiro iyo qaabab kasta. Natiijo ahaan, qaybo yaryar ayaa buuxiya farqiga u dhexeeya qaybaha waaweyn iyo mugga dareeraha ayaa la yareeyaa.
Sawirka 1. Marxaladaha soo socda ee daraasadda qaabka cadaadiska:
a) digirta iyo abuurka poppy ee weelal kala duwan;
b) badarka ka dib daadinta, c) hoos u dhigista mugga badarka ka dib marka la isku daro
Saamaynta casriga ah
Maanta waxaa la wada ogsoon yahay in dhammaan meydadka inagu xeeran ay ka kooban yihiin unugyo (molecules), kuwaasna, ay ka samaysan yihiin atom. Unugyada molecules iyo atamka labaduba waxay ku jiraan dhaqdhaqaaq aan kala sooc lahayn oo joogto ah, kaas oo xawaarkiisu ku xidhan yahay heerkulka. Thanks to mikroskoobyada casriga ah, gaar ahaan mikroskoob ee tunneling scanning (STM), atomyo gaar ah ayaa la arki karaa. Waxa kale oo jira habab la yaqaan oo isticmaala mikroskoob awood atomi ah (AFM-), kaas oo kuu ogolaanaya inaad si sax ah u dhaqaajiso atomyada shakhsi ahaaneed oo aad ku biirto hababka loo yaqaan nanostructures. Saamaynta cadaadisku sidoo kale waxay leedahay saameyn la taaban karo. Waa inaan tan xisaabta ku darnaa markaan dooraneyno qadarka cabitaannada qaarkood ee lagama maarmaanka u ah si loo helo isku-darka mugga loo baahan yahay. Waa inaad xisaabta ku dartaa, oo ay ku jiraan. wax soo saarka vodkas, kuwaas oo, sida aad ogtahay, waa isku dhafka ugu badan ee khamriga ethyl (khamriga) iyo biyaha, tan iyo mugga cabitaanka ka dhalanaya wuxuu noqon doonaa wax ka yar wadarta mugga maaddooyinka.
