Нанотехнологийн түүх

Нано Шинжлэх Ухаан

• 
  Нанотехнологи гэж юу вэ?
  
  • Орчин үеийн шинжлэх ухаан, технологийн нэр томъёонд “нано” (1 нанометр (нм) = 10-9 метр буюу метрийг тэрбум
  (1,000,000,000) хуваасны нэг нэгж гэсэн угтвар үг хэрэглэгдэх болж, нанотехнологийн олон шинэ салбарууд
  хөгжлийн хурдацаа хэдийнээ авч эхлээд байна.
  • Хими, физик, биологи, анагаах ухаан, материал судлал, хагас-дамжуулагч, электроник болон компьютер техник, технологийн
  сүүлчийн 10-аад жилийн эрчимтэй хөгжилт нь шинжилгээ, судалгааны ажлыг ойролцоогоор 1-ээс 100 нм хүртэлх хэмжээст буюу
  атом, молекулын эгэл түвшинд хийхийг шаардах болжээ.
  • Уртын хэмжүүрийн боломжит хамгийн жижиг хэмжээст орших молекулын түвшинд (~1-100 нм-ийн хооронд) бодисын бүтэц, шинж чанарыг
  судлаж, улмаар шинэ материал, нанобүтэцэт шинэ бүтээгдэхүүнийг үйлдвэрлэх технологийг бий болгоход уг салбарын мөн чанар оршино
  
  Наноэлектроник гэж юу вэ?
  
  • Идэвхтэй элемент бүхий цахилгаан хэлхээг судалдаг шинжлэх ухааны салбарыг электроник гэнэ.
  • Идвэхтэй элемент гэдэг нь өөрөөрөө гүйж буй гүйдлийн урсгал ба хүчдэлийн утгийг удирдаж чаддаг элемент юм.
  Жишээ нь: Вакум хоолой, Транзистор, Диод, Интеграл хэлхээ, нанохоолой гэх мэт элемент нь үүнд багтах юм.
  • Цахилгаан хэлхээ гэдэг нь идвэхгүй элемент бүхий хэлхээ юм. Үүнд: Эсэргүүцэл, Ороомог, Багтаамж гэсэн элементүүд багтах юм.
  • Идэвхтэй нано элемент дээр тулгуурласан шижлэх ухааны салбарыг наноэлектроник гэнэ.
  
  Түүхийн хуудас сөхвөл.
  
  • Хүн төрөлхтөн хэзээ анх нано хэмжээт материалын давуу талыг олж харсан нь тодорхой биш. Одоогоор мэдэгдэж байгаагаар
  4-р зуунд Ромын шилний мастерууд нано хэмжээт металл агуулсан шил хийдэг байжээ.
  • Лондон хотноо Британийн музейд байгаа Ликургус хааны үхлийг уран сайхны аргаар харуулсан Ликургусийн аяга нано мөнгө
  болон алттай шохойгоор хийгдсэн ба аяганы дотор талыг гэрэлтүүлэхэд гадаргуу нь ногооноос- гүн улаан өнгөтэй болон хувирдаг
  байна.
  Мөн сүм хийдийн цонхыг ийм өнгөтэй шилээр хийдэг байжээ.
  • Kodak- ийн үндэслэгч George 1883 оны үед анхны хар цагаан хальсыг бүтээжээ. Энэ хальсны мөнгөний давсан давхарга нь нано
  бүтэцтэй байдаг.
  
  Нанотехнологийн хувьсгал гарахад нөлөөлсөн хүчин зүйл
  
  • Атомууд ба молекулуудын харж хэмжиж, удирдан жолоодох багаж төхөөрөмж бүтээв. 1981 Scanning Tunneling microscopes (STM) –ыг
  зохион бүтээгдсэнээр гадаргуу дээрхи атомыг харж болох боломжтой болов.
  • 1990 онд физикчид “IBM” гэдэг үгийг Ксеноны (Xenon) 35 атомаар бичиж STM-ийн гайхамшигийг харуулав. Үүний өмнө цахилгаан
  соронзон радиац дээр үндэслэсэн Х-ray техникийг ашиглаж кристалын атомуудын байрлалыг шууд харах бололцоотой боллоо.
  Transmission Electronic Microscopes (TEM) зохион бүтээгдсэнээр нано биетүүд болон атомуудын байрлалыг шууд харах бололцоотой
  боллоо.
  
  Тэгвэл нүүрстөрөгчийн нано хоолой гэж юу вэ? / Carbon nanotube /
  
  1991 онд Японы эрдэмтэн Сумио Ижима “Графитан тор ’-ыг хуйлж хийсэн маягийн бүтэц бүхнүүрстөрөгчийн нанохоолойг бүтээж Нобелийн
  шагнал хүртсэн билээ.
  Энэ нүүстөрөгчөн нанохоолой нь дээд зэргийн гангаас 100 дахин бат бэх, 6 дахин хөнгөн байлаа. Гелийн орчинд вольтын нумын
  цэнэгээ алдах үед нүүрсэн электродоос их хэмжээний хөө үүсдэг байна. Энэ хөө дотроос нанохоолойг нээжээ.
  Вакум орчинд целсийн 2800 градус хүртэл халаасан ч хайлдаггүй, шатдаггүй, тогтвортой байдлаа хадгалж чаддаг, цахилгаан
  дамжуулалтаар металаас 10000 дахин илүү гэх мэтчилэн маш онцгой шинж чанартай, сүүлийн үед шинжлэх ухааны бараг бүхий л
  салбарын эрдэмтэд, судлаачдын сонирхлыг татаж судлагдаж буй материал нь "Carbon Nanotube (CNT)" буюу
  "Нүүрстөрөгчийн нанo хоолой" юм.
  
  Одоогийн байдлаар CNT-г ашигласан бүтээл
  
  • 1мм диаметртэй CNT нано утас 6300 кг жинтэй зүйлийг даана
  • CNT-г ашигласан хамгийн анхны бүтээл болох хөнгөн жинтэй, бат бөх унадаг дугуй спортын уралдаан тэмцээнд зориулагдан
  үйлдвэрлэгдээд байна.
  Анх 2005 онд Tour de France тэмцээнд ашиглагдсан BMC SLC01 Proзагварын унадаг дугуйн их бие нь л гэхэд дөнгөж 1055 гр жинтэй юм
  • Уян хатан, нугалж болох электрон төxөөрөмж
  
  Сонингийн цаас шиг нугалж эвхэж болох компьютер байна гээд төсөөлөөд үз дээ.
  Үүний нэг жишээ нь Токио их сургуулийн эрдэмтдийн боловсруулсан резин болон нанохоолой хэлбэрийн хагас дамжуулагчийг ашиглах
  OLED дэлгэц юм
  • Бөх бат материал
  Texas их сургуулийн эрдэмтэд маш бат бөх, уян хатан шинж чанарыг зэрэг агуулсан, агаар шиг хөнгөн жинтэй материал гаргаж
  авсан байна
  • Жинхэнэ спайдeрман
  Эгц босоо ханаар хамгийн чадмаг, хурдан авирч чаддаг Gecko хэмээх нэгэн төрлийн гүрвэл байдаг гэнэ. Тэгвэл Dayton, Akron
  зэрэг их сургуулийн
  эрдэмтдийн хамтарсан судалгаагаар уг гүрвэлийн хөлний наалдах чадвараас 10 дахин их наалдамхай чанар бүхий бодис гарган
  авсан байна.
  • Цаас шиг нимгэн чанга яригч
  Хятадын эрдэмтэд уян хатан, цаас шиг нимгэн чанга яригч (speaker) хийсэн байна. Энэ нь ажиллагааны зарчмын хувьд уламжлалт
  чанга яригчаас ялгаатай
  бөгөөд нимгэн нанохоолой хуудсаар цахилгаан гүйдэл гүйлгэхэд материал халж ойролцоох агаартай харилцан үйлчлэлд орсноор
  дууны долгион ялгаруулдаг ажээ
  • Хамгийн жижиг чип
  Stanford их сургуулийн эрдэмтэд дэлхийн хамгийн жижиг хэмжээний буюу 10-20 нанометр хэмжээний чип зохион бүтээсэн байна.
  Энэ чип нь гүйцэтгэх үүргийн хувьд ердийн электрон чипнээс ялгаагүй боловч нано хэмжээст учир хамгийн бага эрчим хүч
  зарцуулсан, өндөр хүчин чадал бүхий төxөөрөмж
  бүтээх боломжийг бүрдүүлэх ажээ.