Объявления сайта

NANOTEHNOLOGIÝANYŇ EKOLOGIKI ÄHMIÝETI

 
Picture of Bagty Kulyýewa
NANOTEHNOLOGIÝANYŇ EKOLOGIKI ÄHMIÝETI
by Bagty Kulyýewa - Monday, 18 July 2022, 1:36 PM
 

NANOTEHNOLOGIÝANYŇ EKOLOGIKI ÄHMIÝETI

 

Bagty Kulyýewa

Türkmen döwlet binagärlik-gurluşyk institutynyň

“Mikroelektronika we ölçeg tehnikasy” kafedrasynyň  mugallymy

 

Hormatly Arkadagymyzyň dünýäniň sanly ulgamlar babatda gazananlarynyň esasynda ýurdumyzyň bilim ulgamynyň döwrebaplaşdyrylmagyny, her bir raýatyň ösen tehnologiýalardan baş çykaryp bilmegini gazanmak maksady bilen, milli bilim ulgamynyň öňünde goýýan giň möçberli wezipesi sanly bilimiň innowasion çemeleşmeleriniň, häzirki zaman tehniki serişdeleriniň we ulgamlarynyň, maglumat gorlarynyň ulanylyşynda, bilim işgärleriniň bu ugurda taýýarlygyny kämilleşdirmekde düýpli özgertmeleri geçirmekden ybaratdyr. [1,2]

Berkarar döwletiň täze eýýamynyň Galkynyşy döwründe milli bilim ulgamyny döwrebaplaşdyrmaga ägirt uly serişdeler gönükdirilip, ylmy-tehniki ösüşlere esaslanýan innowasiýalary ornaşdyrmak işleri okgunly alnyp barylýar. Garaşsyz baky Bitarap Türkmenistan döwletimizde  ýaşlaryň dünýäniň ösen talaplaryna laýyk derejede bilim almagy üçin ähli zerur şertler döredilýär.

Biz daş töwerek sözüni eşidenimizde, aňymyza näme gelýär? Ýerli ýagdaýa ýa-da şertlere baglylykda, daş-töwerek gözel bolup biler. Daş-töwerege täsir edýän sebäplerden, tebigat tarapyndan döredilmän biz tarapyndan döredilýän meseleleriň biri tebigatyň hapalanmagydyr.

Daş-töweregi hapalanmakdan goramak - häzirki wagtda iň wajyp meseleleriniň biri bolup durýar. Şunda ünsi diňe bir  atmosferany goramakda jemlemek ýeterlik däl, sebäbi daş-töwerek tükeniksiz köp özara bagly çylşyrymly meselelere tabyn bolýan örän çylşyrymly ulgamdyr. Suw we toprak olaryň häsiýetleri olaryň ýaşaýjylary şol ulgamyň bir bölegi bolup durýar. Biziň saglygymyza, durmuşymyza onuň hapalanmagynyň nähili zyýan ýetirýändigine düşünmek kyn däl. Tüsseleýän turbalardan örän köp hapa çykýar, şonuň netijesinde hem zyýanly täsiri örän köpdür. Has howplusy zawodlaryň turbasyndan çykýan himikatlar kansoregenler bolýar.

Kansoregenler-olar rak keselini döredýän himiki maddalardyr ýa-da olaryň ýüze çykmagyna şert döredýär. Köp adamlar gözi bilen görenine ynanýarlar, emma toksinleri diňe güýçli mikroskopyň kömegi bilen görüp bolýar. Häziki wagtda biz diňe bir howanyň we içilýän suwuň arassalygy hakynda alada etmän,  eýsem iýmitiň hili hakynda hem alada etmeli.

Ösen ýurtlaryň köpüsiniň senagat şäherlerinde howa adamlaryň durmuş we senagat işleri netijesinde döredilýän zäherli himiki maddalar we mikrobölejikler, tüsseler bilen hapalanýar. Has giň ýaýran hapa zatlar hökmündde aşakdakylar hasaplanýar:

- uglerodyň okisi (ýa-da ugar gazy);

- freon(chlorofluorocarbonCFC);

- agyr metallar (myşşýak, hrom, kadmiý, gurşun, simap, sink);

- Uglewodorodlar;

- Azodyň oksidi;

- Organiki himikatlar (uçujy organiki birleşmeler, dioksinler);

- Kükürdiň dioksidi (ýa-da kükürtli angidrid);

- Mikrobölejikler.

Biziň ýaşaýyş durmuşymyzyň hili köplenç daş töweregi goramagyň ýerli, etrap, welaýat umumy döwlet guramalaryna bagly bolýar. Köp halatlarda hapalaýan zatlaryň ysy, reňki, tagamy bolmandygy sebäpli, olaryň işi  kynlaşýar. Kislota ýagyşynda şeýle bolýar, ýagny azotyň oksidi we kükürdiň dioksidi ýere çökýär we  çyg ýa-da gyraw bilen özara täsirleşyär. Howanyň düzümindäki azotyň oksidi we kükürdiň dioksidi 95% ýokarlandyrylan mukdary adamlaryň önümçilik işi bilen baglanşykly, diňe 5%  bölegi tebigy hadysalara degişli bolýar. Azotyň oksidiniň we kükürdiň dioksidiniň  esasy çeşmeleri:

- Nebitiň, kömüriň we gazyň ýakylmagy;

- Wulkanlaryň işi;

- Tokaýlaryň ýanmagy;

- Toprak bakteriýalarynyň ýaýramagy;

- Ýyldyrymlar.

Suwuň hapalanmagy duýdansyz ýa-da üznüksiz, tötänden ýa-da meýilleşdirmek bilen hapalaýan zatlaryň zyňylmagy bilen döreýär. Planetanyň halkynyň köpelmegi boýunça, adamzada okeanlary we deňizleri has uly möçberlerde hapalaýan işler bilen meşgullanmaly bolýar. Suw köplenç aşakdakylar sebäpli hapalanýar:

-         Senagat galyndylarynyň deňize zyňylmagy bilen döreýän çeşmeler;

-         Gazylyp alynýan ýangyçlaryň dürli görnüşleriniň ýakylmagy;

-         Nebitiň dökülmegi;

-         Baglara, ösümliklere hyzmat etmek üçin ulanylýan dökünler, gerbissidler, pestissidler, zäherli himikatlar;

-         Tokaýlaryň çapylmagy;

Häzirki wagt jemgyýet we syýasy ýolbaşçylar atmosfera we suw giňişliginiň hapalanmagyna garşy işlere köp üns berýärler. Ýerde milletiň köpelmeginden başga hem, daşky sredanyň hapalanmagynyň özara bagly we çylşyrymly sebäpleri bardyr. Kähalatda daşky gurşawyň hapalanmagyny bolmalysy ýaly kabul edýärler we ony ýok edip bolmajak zat diýip hasap edýärler. Köpler şu ýagdaýy bilen ylalaşýarlar. Emma nanotehnologiýany öwrenijiler  umytly  çözgüdi görýärler.

Materiallary atom we molekulýar derejede proýektirlemek we olary manupilirlemek bilen olar alymlaryň öňünde daşky gurşawy goramagyň täze usullaryny döretmek üçin ägirt uly mümkinçilikleri açýarlar. Nanomateriallaryň ajaýyp häsiýetleri energiýany öndürmegiň usullarynda, onyň effektiw peýdalanmagynda, suwy ulanmakda we daşky gurşawyň düzelmeginiň usullarynda duýarlyk artykmaçlyklary berip biler. Häzirki wagtdaky köp taslamalar biologiki we ekologiki ulgamlaryň nanobölejikler bilen özara täsiriniň häsiýetlerini , mikroçüwdürümli sistemalarda nanobölejikleriň hereketini goşmak bilen öwrenmeklige gönükdirilendir. Barlaýjylar hapalaýan materiýallaryň dürli görnüşleriniň , nanomateriallar bilen hähili baglanyşygynyň bardygyny, olaryň tebigy suwa geçişini, biologiki öýjükler bilen özara täsirini we olary ýok etmegiň
usullaryny kesgitlemäge synanyşýarlar.

 

Suwy arassalamak. Suw adamynyň durmuşy üçin möhümdir. Galyndylar bilen suwy hapalamak saglyga heläkçilikli täsir edýär. Dürli ýurtlaryň arasyndaky harby jedeller we ýygy – ýygydan bolýan tebigy betbagtçylyklar bilen bagly döreýan zyýanly sebäpler netijesinde daş - töweregiň hapalanmagy bilen, arassa suwuň üpjünçiligi, onyň el ýeterli bolmagy kyn meseledir. Içilýän suwy ulanmagyň standartlaryna, onyň arassalygyny ýokarlandyrmak üçin zerur çäreleri ýerine ýetirmek möhüm meseleleriň biri bolup durýar. Halklaryň sanynyň köpelmegi we oba hojalygynyň gyzgalaňly alnyp barylmagy, arassa suwuň harçlanyşynyň hemişe ösmegi blen baglanyşyklydyr, şol sebäpli ony arassalamagyň täze usullaryny gözlemek meselesi barha aktualdyr. Nanomateriallaryň ulanylmagy suwy arassalamagyň häzirki usullaryny kämilleşdirmäge, täze kämil tehnologiýalary döretmäge mümkinçilik berýär. Nanotehnologiýany ulanmak bilen suwy işläp taýarlamagyň usullaryny kämilleşdirmek we artykmaç köp elektrik energiýa harçlamazdan uzak aralyklara eltmegi üpjün etmek mümkindir. Ýörite döredilen nanomateriallar täze görnüşli bolup, suwy ulanyjylar we daş-töweregi gorama boýunça hünärmenler ol täzelikler  bilen  tanyş bolmalydyrlar. Suwy işläp taýýarlamagyň howpsyz, arzan we has peýdaly usullarynyň  öwrenilmegi  bilen, bu meseleler çözüler.

Keramiki membranalar. Membranalar we dürli şekilli ölçeglerdäki süzgüçler, arassalaýyş işlerinde ulanylýar. Olaryň öz häsiýetlerine baglylykda bu işi ýerine ýetirmek zerur şertler bilen başardýar. Ultrafiltrlenende membrananyň bir tarapynda uly basyş döredilýär, ol kiçi molekulýar agramly komponentleriň öýjüklerden parran geçmegine ýardam berýär. Şunda has uly molekulalar diňe membrananyň boýunda gaýmalaýar we öz ölçegleriniň ulylygy sebäpli öýjükden geçip bilmeýärler.


 

Ultrafiltrli ýarym syzdyryjy membrananyň öýjüginiň ululygy 0,0025 -den 0,01 mkm-e çenlidir. Alymlar synaglarynda ferroksandan (ferroxane) reaktiw membrana döretdiler, ýagny demiriň oksidiniň esasynda keramika döretdiler. Demiriň ajaýyp himiki häsiýetleri netijesinde reaktiw membranalar suwy, ondan organiki galyndylary we hapalaýan zatlary aýryp  arassalamaga mümkinçilik berýär. Mundan hem başga ferroksan materiallar  hapalary dargatmaga ukyplydygy anyklanyldy. Alýumoksandan  (alumoxane) döredilen membrana, ýagny alýumininiň oksidiniň esasyndaky keramika ulanylanda, alymlar membranany termiki režimde işläp taýýarlamak we aiýumoksan bölejikleriň ölçeglerine gözegçilik edip olaryň häsiýetlerini (galyňlygy, öýjükleriň diametrleriniň paýlanşygy, syzdyryjylygy) dolandyrmagy öwrendiler. 

Nanogurluşly keramiki membranalar, aktiw we passiw režimlerde suwy arassalamaga we süzmäge ukyplydyr. Keramiki membranalary hapalanan suwy we howany arassalamakda adaty ulgamlarda ulanmak mümkindir. Nanokatalizatorlary we suwy arassalamagyň usullary täze artykmaçlyklary almaga mümkinçilik berýär. Nanokatalizatorlar – ol madda ýa-da material katalitik häsiýete eýedir we iň bolmanda bir nanoölçege eýedir.

Nanokatalizatorlaryň üstüniň meýdanynyň ulalmagy bilen, olar uly galtaşma üste eýe bolýarlar we tutuş materiala garanyňda has netijeli täsirleşýärler. Nanokatalizatorlary suwy arassalamak üçin adaty gurluşlarda ulanyp hapalanan tebigy suwlary arassalamak mümkin, nanomembranalaryň kömegi bilen olary gaýtadan dikeltmeli (ýagny täzeden işçi ýagdaýa getirmeli).

 Aşaky suratda şablon esasynda döredilen nanogurluşly membrananyň bölegi görkezilendir.

Şablon esasynda döredilen nanogurluşly membrananyň bölegi.

(ABŞ,Dýuk uniwersitetinden M.Wizner tarapyndan düşürilen surat.) [3].

 

Demiriň nanobölejigi. Daş-töweregi goramak boýunça geçirilen synag barlaglarynyň netijesinde, senagat galyndylary bilen hapalanan tebigy suwy we topragy arassalamaga ukyply, nanoölçegli demir poroşogynyň mümkinçiliklerini görkezdi. Demir ýerde has giň ýaýran metaldyr, ol köpmilliardlarça meseleleriň çözgüdinde elýetmez bölek bolmagy. Öňde duran çözülmeli meseleler şundan ybarat, ýagny ýurtlaryň dürli ýerlerinde senagat işleriniň netijesinde, ýerasty zyýanly maddalaryň saklanýan yerlerinde, taşlanan şahtalarda we dag işleriniň alnyp barlan ýerlerinde ägirt köp möçberi bardyr. Demir aňsat okislenmäge we poslamaga ukyplydyr. Eger şu okislenme howply hapalaýjy maddalar bolan trihloretilen, uglerodyň tetrahloridi, dioksin ýa-da polihlorlanan diefeniliň gatnaşmagynda bolup geçse, onda olaryň çylşyrymly molekulalary has ýönekeý we zäherlemegi pesräk uglerodyň birleşmelerine dargaýar. Şuňa meňzeş hadysa, haçanda demiriň okislenmegi,  howply agyr metallar bolan gurşun, nikel, simap we hat-da uranyň gatnaşmagynda bolup geçende ýüze çykýar. Şonda ol metallar eremeýän şekili emele getirýär, soňra olar topraga çökýär we iýmit zynjyry boýunça geçmeýär (şeýlelikde, olaryň daş-töwerege zyýanly täsiri azalýar). Demir zäherli (toksiki effekte eýe däldir) häsiýete eýe däldir we dag jynslarynda, toprakda we suwda köp mukdarda bardyr, köp kompaniýalar häzirki wagtda öz senagat galyndylaryny arassalamak üçin daşky sreda zyňmazdan öň demir poroşogyny ulanyp başladylar. Bu tehnologiýa täze senagat galyndylaryna oňat gabat gelýär, emma alymlary köne galyndylarda emele gelýän ýagday biynjalyk edýär. Bu işde hem demiriň nanobölejikleri kömek edip biler. Demiriň nanobölejikleri adaty makrobölejiklerden 10–1000 esse işjeňdir. Kiçi ölçege we uly işjeň üste eýe bolan nanobölejikler, hapalanan bölegiň merkezine örän ýeňil aralaşyp bilýär. Aşakdaky  suratda şu hadysanyň hususy shemasy görkezilendir. Demiriň nanobölejikleriniň häsiýetlerine turşylyk, temperatura ýa-da toprakdaky iýmit maddalarynyň düzümi täsir etmeýär. Demiriň nanobölejikleriniň örän kiçi ölçegleri (1–100 nm, olar bakteriýalaryň ölçeglerinden 10–1000 esse kiçidir), topragyň bölejikleriniň arasynda çalt we aňsat hereket etmäge mümkinçilik berýär. Laboratoriýa we meýdan synaglary  görkezdi, ýagny demiriň nanobölejikleriniň täsirinde inýeksiýa edilen ýerlerde 1-2 günüň dowamynda hapalanmak derejesi ep-esli peselýär we birnäçe hepdeden soň bolsa howpsyz derejä çenli peselýär. Bu synaglaryň netijesi görkezdi, ýagny demiriň nanobölejikleri  4-6 hepdäniň dowamynda  işjeň ýagdaýda galýarlar, ol entek tebigy suwlarda demiriň kadaly paýlanşygy durnuklaşýança dowam edýär. Nanotehnologiýanyň  bu innowasiýa usuly hapalanan daş töweregiň arassaçylyk ýagdaýyny gowulandyrmagy aňsatlaşdyryp  biler. Mundan hem başga ol  barlaglary alyp barýan adamlary daş töweregi hapalaýan maddalardan arassalamagyň täze usullaryny gözlemekde kömek edip biler.

 

 

 

 

 

 

 

 

Bu suratda şu hadysanyň hususy shemasy görkezilen. Toprakdaky we tebigy suwlardaky, howply agyr metallar, demiriň nanobölejiklerini goşmak bilen neýtrallaşdyrylýar. [3].

Nano ölçegli polimer akymlary. Täze kämil nanoöýjükli membranalary polimer molekulalaryň orun üýtgetmelerini öwrenmek üçin ulanmak mümkin. Mesele şundan ybarat , ýagny himiki we biologiki hadysalarda  polimer materiallariň inçe geçelgelerden geçmekdäki hereketleriniň usullary ägirt uly ähmiýete eýedir.

DNK we RNK görnüşli şeýle molekulalar bilen geçirilen tejribeler, şol molekulalaryň membrananyň öýjüklerinden geçende, göçürme işi elektrik togy bilen bolup geçýändigini görkezdi. Bu hadysalar berlen molekulalaryň wiruslar bilen özara täsiri öwrenilende we geni sekwenirleme usullary öwrenilende möhüm ähmiýete eýedir. Hakykatdan hem DNK molekulalary öz şekilleri we gurluşlary bilen uzyn sintetik polimerleri taslamak üçin a model bolýar.

Aşakdaky suratda membrananyň öýjüginiň deşiginden belogyň molekulasynyň nähili geçişi görkezilendir.

Polimer molekulalaryň öýjügiň içinden geçişi. [3].

 

DNK we RNK materiallaryň nanokanallardan geçmek hereketiniň fizikasy nanomateriallary taslamakda we süzmek usullarynyň geljegi bilen gönüden-göni baglydyr. Nanoölçegli kompýuter mpdelleri, suwy has oňat süzmek üçin nietlenen şeýle membranalary taslamak üçin täze maglumatlary almaga mümkinçilik berýär.

Ýokarda görkezilen ekologiýanyň kynçylykly meselelerini çözmäge nanotehnologiýanyň gazananlary giň mümkinçilik berer.

 

ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ПРИОРИТЕТЫ НАНОТЕХНОЛОГИИ 

Б. Кулиева,

 

В эру Возрождения новой эпохи могущественного государства в Независимом и Нейтральном государстве предоставлены все возможности и условия для обеспечения и развития образования. Все отрасли страны оснащены новейшими технологиями, а нанотехнология в свою очередь даёт право в решении многих задач и проблем.

         Многие проекты нацелены на изучение характера взаимодействия наночастиц с биологическими и экологическими системами, включая перемещение наночастиц в микроструйных системах. Исследователи пытаются определить, как разные виды загрязняющих веществ связываются с наноматериалами, переносятся ими в грунтовых водах, взаимодействуют с биологическими клетками и поражают их.

         В работе рассмотрена очистка воды с использованием керамических мембран. Вода жизненно важна для человечества. Загрязненная отходами вода пагубно влияет на здоровье. Мембраны и фильтры разнообразных размеров используются для разделения веществ. Применение наноматериалов может помочь улучшить существующие, а также создать совершенно новые технологии и материалы, используемые для очистки воды.

 

ENVIRONMENTAL PRIORITIES OF NANOTECHNOLOGY

 
B. Kulieva

 

          In the Revival of the new epoch of the powerful state of Independent and Neutral State, all opportunities and conditions are provided for the provision and development of education. All branches of the country are equipped with the latest technologies, and nanotechnology, in turn, gives the right to solve many tasks and problems.  

            Many projects are aimed at studying the nature of the interaction of nanoparticles with biological and ecological systems, including the movement of nanoparticles in micro-scale systems. Researchers are trying to determine how different types of pollutants bind to nanomaterials, are transported by them in groundwater, interact with and infect biological cells and infect them.
            The paper considers water purification using ceramic membranes. Water is vital to humanity. Polluted waste water has a detrimental effect on a health. Membranes and filters of various sizes are used to separate substances. The use of nanomaterials can help improve existing ones, as well as create completely new technologies and materials used for water purification.

 

EDEBIÝAT

1.   Türkmenistanyň Prezidentiniň ýurdumyzy 2019 – 2025-nji ýyllarda durmuş – ykdysady taýdan ösdürmegiň Maksatnamasy. – Aşgabat: Türkmen döwlet neşirýat gullugy, 2019.

2.   Türkmenistanda sanly bilim ulgamyny ösdürmegiň Konsepsiýasy. – Aşgabat, 2017.

3.   Уильямс Л., Адамс У. Нанотехнологии без тайн (перевод) Mc Graw-Hill. ISBN 978-5-699-342 28-0. 2010 г.

4.   Минько Н.И., Строкова В.В., Жерновский И.В., Нарцев В.М. Методы получения и свойства нанообъектов: учебное пособие / – М.:Флинта: Наука, 2009. – 168 с.

5.   Мартинес-Дуарт Дж.М., Мартин-Палма Р.Дж., Агулло-Руеда Ф. Нанотехнологии для микро- и оптоэлектроники. Издание 2-е, дополненное .Москва: Техносфера, 2009. Методы получения и свойства нанообъектов: учебное пособие / Н.И.Минько, В.В.Строкова, И.В.Жерновский, В.М.Нарцев. – М.:Флинта: Наука, 2009. – 168 с.

6.   www.nauka.com, www.tranzister.com, www.electronika.com