Нанотехнологияның дамуындағы өзекті мәселелер

1.

2.

Мақсаты: ХХI ғасырдың ең ғажайып технологиясы болып
табылатын нанотехнологияның өзектілігін айқындап, физикадағы
болашақ жобалар мен Қазақстандағы нанотехнологиялық
зертханалардың жұмысын тереңірек қарастыру. Нанотехнологияның
қолданылуының болашағы зор екендігіне көз жеткізу.
Бағыты: Физика және нанотехнология
Зерттеу әдістері: 1. Ғылыми деректермен жұмыс 2. Ғаламтордан мәліметтер
жинақтау, сұрыптау, аудару. 3.Қазақстандағы нанотехнологияға арналған
зертханалармен танысу.
Ғылыми жетекшісі: Жаратылстану пәнінің ұстазы Бақытжанова Л.А.
Орындаған: Шайзында Ибраһим 6 «Г» сынып оқушысы

3.

Нанотехнология – кеңістіктің
нанометрлік аймағындағы
жеке атомдарға,
молекулаларға, молекулалық
жүйелерге әсер ету арқылы
жаңа физика-химия қасиеттері
бар молекулалар,
наноқұрылымдар, наноқұрылғылар мен материалдар алу
мүмкіндіктерін зерттейтін
қолданбалы ғылым.
Нанометр дегеніміз бір метрдің
миллиардтан бір бөлігі
(1 нанометр=10−9 метр)

4.

1974
•Жапон физигі Норио Танигути
«нанотехнология» терминің енгізді
1981
жыл
• Швейцариялық екі инженер Герд
Бинниг пен Гейнрих Рорер
«туннельдеуші микросоп» ойлап
тапты
1986
жыл
• Студент Эрик Дреслер
«Жасампаз машина» аталатын
футуристік эссесінде тұңғыш
рет молекуляры технология
атауын қолданды
жыл

5.

Біріншіден, осының
көмегіне сүйене
отырып, атомдарды
өз қалауымызша
тікелей орналастыру
жүзеге асырылады,
яғни ерекше
қасиеттерге ие болған
материалдар
жасалады.
Екіншіден, көлемдері
жекелеген молекулаларға немесе атомдарға тең белсенді
элементтері
бар электрондық
схемалардың
өндірісін
ұйымдастыру
көзделіп отыр.
Үшіншіден,
ғалымдар
көлемі
молекулаға
тең наномаши
на
жасауды
көздеуде.

6.

Медицинада
Электроникада
Машина жасау
Генетикада
Клондау

7.

БИОНАНОМЕДИЦИНА
Бүгінде
нанобөлшектерді
(нанотехнологияньщ
нысыналардың бірі) медицинада кең қолданатын
болды. Әсіресе, нанобөлшектер көмегімен жасалатын
диагностикалық
жүйелерді,
нанодәрілерді,
медициналық
нанороботтарды,
медициналық
наноматериалдарды
бионаномедицинада
(нанотехнологияның
саласы)
қолданылады.
Бионанотехнологияның дамуы наноконструкциялар
мен биожүйелерді молекулалық деңгейде басқаруға
мүмкіндік береді. Нанотехнологияның нысандарына:
нанобөлшектер,
нанотүтікшелер,
наноорамдар
жатады. Ал бионанонысандарына - вирус, вирустік
капсидтері, нанотүтікше, ақуыз молекуласы, ДНҚ
қалыңдығы,
көміртегі
атомдары
жатады.
Нанороботтар үш бөліктен тұрады: тасымалдағышмолекулалар, қатерлі ісік жасушаларын барлап
білетін-молекулалар (ДНҚ фрагменттері бар) және
люминофер-молекулалар.
Осындай
құрылымды
ағзаға енгізген кезде олар ісік жайлаған жерге
орналасып, люминесценцияның көмегімен соны
нақты көрсеткен.

8.

Нанотехнологияны медицинада қолдануда
тәжірбелік жұмыстардың негізгі бағыты
наноөлшемді бөлшектерді кең қолдану.
Нанобөлшектердің орташа өлшемі – 20-30 нм,
сондықтан олар адамның қанына еңгізіліп ең
жіңішке капилярлардан оңай өтеді. Қазіргі
уақыттағы наноэлектромеханикалық
құрылғылар бұл мүмкіндіктері жоғары
нанороботтардың прототиптері. Оларды
әртүрлі ауруларды емдеуге қолданады.
Нанороботтардың өздері – өлшемдері
молекуламен бірдей машиналар. Олар орын
ауыстыруға, өндеуге берілген
программаларды орындауға және ақпараттар
тасымалдауға негізделген. Адриано
Кавалькантидің басшылығымен ғалымдар
жақында нанороботтарды зерттеуге үш
өлшемді жүйені бүкіл әлемге қарастыруға
ұсынды. Нанобөлшектер дәрілерді
жасушаларға жеткізуге арналған міңсіз әдіс.

9.

* Енді 10 жылдан соң жер бетіндегі тіршілік
нанотехнологияның арқасында жаңа сипатқа ие
болады деп есептейді ғалымдар. Қазірдің өзінде
нанотехнологияның көмегімен әртүрлі микробтарды
жоятын нанороботтар, ДНК реттеуден бастап қатерлі
ісікті жоюға, вирусты жою не ыдырату, ауру аумақты
өзі анықтауға программаланды. Нанороботтар жасуша
геномын өзгерте алады, яғни гендерді өзгертіп
жасушаның қызметін арттыру үшін ауыстыра алады.
Ғалымдар кристалды нанобөлшекті пайдаланып
антиденелердің зақымдауынан сақтайтын материал
жасаған, ұзындығы 10 нм тұратын нанобөлшек. Ісік
ауруларды емдегенде ісік жасушалары нәтижелі түрде
нанороботтармен айқындалып, күшті дәрілік
препараттармен жояды. Себебі нанороботтар
патологиялық жасушаларды тауып, тек сол жасушаға
ғана дәрілерді тасымалдайды. Магниттік
нанобөлшектермен ісікке қарсы дәріні біріктіріп адам
денесіне енгізіп емдейді. Жапон ғалымдары нано алтын
материалды қолданып ішінде дәрі бар нанобөлшек
жасаған. Бұл бөлшектің сыртын оттегімен қаптаған, ол
жануарлар денесіне енген соң қызыл инфра-күлгін
сәулесін шығарып, ісік жасушасын танып, сәулені
энергияга алмастырып ісік жасушаларды жояды, бірақ
сау жасушаға зақым келтірмейді.

10.

* Германияның Мюнхен университеті
мамандары, сондай-ақ, Гарвард медицина
мектебі мамандары ДНК-орам құрастыру
әдісін әзірелді. Бұл ДНК молекулаларының
конструкциясы берілген форма шарттарын
орындай алады.
* Наномедицина саласындағы ірі зерттеулерде
Аризон Мемлекеттік университеті (ASU)
ғалымдар Қытай Ғылым Академиясының
(NCNST) Ұлттың наноғылымдар
орталығымен бірлесе отырып, ісікті жою
үшін нанороботтар арқылы қан келуі жолын
кесу әдісін тапты.
* Бионанотехнологияны дамыту басым
ғылыми бағыттар мен әлемнің көптеген
өнеркәсібі дамыған елдерінде сындарлы
технологиялар дамыту жөнінде ұлттық
бағдарламалар қабылдан,ан. Бұл –
Қазақстанның экономикалық әлеуметтік
дамуы үшін өте пайдалы бағыт болып
табылады.

11.

Нанотехнология
Электроникада
Нанотехнология
космоста
Ауыл шаруашылығында да
айтарлықтай өзгерістер болады:
нанороботтар өсімдіктер мен
жануарларды алмастырып, азық-түлік
өндіретін дәрежеге қол жеткізеді.
Осыған сәйкес экологиялық жағдайда
жақсара түседі. Өнеркәсіптің жаңа
түрлері болашақта қалдық заттар
шығармай, оның есесіне нанороботтар
ескі қалдықтарды жояды.

12.

Нанотехнологияның дамуы
№
Мемлекет
Зерттеу
пайызы
1
АҚШ
28 пайыз
2
Жапония
24 пайыз
3
Ресей
14 пайыз
4
Ұлыбритания
10 пайыз
5
Алмания
9 пайыз
6
7
Австрия
Франция,Италия,Қытай
5 пайыз
3 пайыз

13.

2007-2008 жылдары отандық жоғары оқу
орындарында инженерлік бағыттағы 15 ғылыми
зертхана құрылып, жұмыс істей бастады. Бұл
салаға республикалық бюджеттен азды-көпті
қаражат та бөлінген. Алдағы 10-15 жылда
нанотехнологиялық материалдарды қолдану
тәсілімен шығарылатын бұйымдардың
көлемі триллион доллар болады деп күтілуде. Бүкіл
әлем аса бір құштарлықпен айналысып
отырған нанотехнологияны дамытуды қолға
алмағанды айтпағанда, оның не екенін, пайдасы
қандай болатындығын біз әлі күнге дейін жетік
білмейміз. Ресей
мемлекетінанотехнологияны дамытуға бір
миллиард АҚШ долларын бөліп, зертханалар ашуда
Қазіргі уақытта дүние жүзінде 1600 ғылымитехникалық компаниялар мен фирмалар,
зертханалар мен
орталықтар нанотехнологиялық зерттеулермен
айналысуда.
Әл-Фараби атындағы қазақ
мемлекеттік университеті
мен М.Х.Дулати атындағы Тараз
мемлекеттік университетіндегі
«Наноинженерлік зерттеу әдістері»
зертханасы. Әл-Фараби атындағы қазақ
мемлекеттік университетінде аты
дүние жүзіне мәшһүр профессорГ.А. Мун,
Тараз мемлекеттік университетінде
профессор И.И. Бекбасаров басшылық
жасайды. 2012 жылы Қ. Жұбанов
атындағы Ақтөбе мемлекеттік
университетінде "Нанотехнологиялар"
ғылыми зертханасы ашылды. Тараз
мемлекеттік университетінде бүгінгі
күні электрондық
микроскоптар мен рентгендік
микроталдаулар жасалып, құрылыстық,
композициялық материалдарды, азықтүлік өнімдерін физикалық-химиялық
зерттеу әдістері жалғасын табуда.

14.

Қорытынды:
Нанотехнология – заттың кішкентай бөлшектерінің орнын
ауыстыру арқылы бұйым сапасын өзгертіп,жаңа
материалдар алуға мүмкіндік беретін ғылым.
Нанотехнология- жеңіл, жұқа, берік, қоршаған ортаға
байланысты өздерінің қасиеттерін өзгертетін «ақылды»
материалдар, өте жоғары және төмен температураға
шыдамды космоста пайдаланатын материалдар шығаруға
мүмкіндік береді.
Сонымен қатар нанотехнология көмегі мен атомдар мен
молекулалардан экологиялық таза өнімдерді өсіру арқылы
экологиялық және энергетикалық кризис проблемасын
шешуге болады.
Нанотехнология – бізді қоршаған әлемді тереңірек түсіну мен
адамның өмір сүру деңгейін жақсарта түсуге мүмкіндік
береді.