HƏR ŞEY ƏLİMİZDƏDİR

Fantastika gözümüzün önündə gerçəkləşir. İnsanlar ayrı-ayrı atomlardan kubik kimi istifadə edərək adi gözlə görünməyən, qeyri-adi kiçik ölçülərdə qurğu və mexanizmlər quraşdırmağa başlayıblar. Beləliklə, bütöv bir elm sahəsi - nanotexnologiya  (NNT) yaranıb (yunan dilində "nanos" cırtdan + "texno" - incəsənət + "loqos" - təlim, anlayış deməkdir). O özündə fizika, kimya və biologiya sahəsində yeni nəticələri birləşdirib. Nanotexnologiya alimləri çox kiçik, ölçüləri nanometrlə hesablanan obyektlərlə işləyirlər. Nanotexnologiya maddə ilə işləməkdən ayrı-ayrı atomlarla manipulyasiyaya doğru yalnız kəmiyyətcə deyil, həm də keyfiyyətcə sıçrayışdır. 

Bir nanometr (nm) metrin milyardda bir hissəsidir (10-9 m). Nanotexnologiyaya aid obyektlərin ölçüsü 0,1 nm-dən 100 nm-ə qədər aralıqda dəyişir. Atomların çoxunun diametri  0,1 nm-dən 0,2 nm-ə  qədər  fərqlənir, DNT saplarının qalınlığı isə 2 nm-ə yaxındır. Eritrositlərin diametri isə 7000 nm, insan saçının qalınlığı isə  80 000 nm-dir. Nanometr çox-çox kiçik ölçü vahididir. Onun bir metrdən kiçikliyi bir barmağın Yerin diametrindən kiçikliyi dəfədir. 

Adi ölçülərdə çox zəif olan  hadisələr nano səviyyələrdə çox təsirli və gözlənilməz olurlar: ayrı-ayrı atomların və molekulların, ya da molekul aqreqatlarının xassələri və qarşılıqlı münasibətləri tamamilə yeni xarakter qazanır.  Nanotexnologiyaların tətbiqi nanohissəciyi süni şəkildə mikro və makroobyektlərin yaratdığı müəyyən xarakteristikalarla əlaqələndirməyə imkan yaradır. Bu zaman aparıcı rol ayrı-ayrı atomlar və molekullar arasında müşahidə edilən yeni xassələrə və qarşılıqlı təsir tiplərinə  məxsus olur ki, bu da sonucda əldə edilən maddənin və ya obyektin xüsusiyyətlərini müəyyən edir. 

Başlanğıc 

Təyyarələr, raketlər, televizor və  kompyuterlər XX yüzilliyin ətraf mühitini dəyişiblər. Alimlər bildirirlər ki, XXI yüzillikdə yeni texniki inqilabın özəyini nanotexnologiyalar əsasında hazırlanmış materiallar, dərmanlar, rabitə və daşınma  vasitləri təşkil edəcək. Nanoölçülərdə olan qurğu yığmaq və obyektlərlə işləmək barədə ilk fikri Nobel mükafatı laureatı Riçard Feynman tərəfindən 1959-cu ildə Kaliforniya Texnoloji İnstitutunda  "Orada aşağıda yer çoxdur!" adlı məruzədə səsləndirilib. Məruzənin adındakı "aşağı" sözü "çox kiçik dünyalar" anlamını daşıyırdı. 

Onda Feynman bildirmişdi ki, nə vaxtsa gələcək, məsələn, 2000-ci ildə insanlar təəccüblənəcəklər ki,  1960-cı ildə heç kim nano dünyanın tədqiqatına ciddi yanaşmayıb. Feynmanın sözlərinə görə, insan uzun müddət yaşayıb və diqqət yetirməyib ki, onun ətrafında görə bilmədiyi bütöv bir obyektlər dünyası var. Çünki biz bu obyektləri görə bilmiriksə, deməli,  onlarla işləyə də bilmirik. 

Amma bununla yanaşı, biz özümüz nanoobyektlərlə çox yaxşı işləməyi bacaran qurğulardan təşkil olunmuşuq. Bunlar hüceyrələr - bizim bədənimizin təşkil olunduğu kərpiclərdir. Hüceyrələr bütün həyatları boyu nanoobyektlərlə işləyirlər, müxtəlif atomlardan mürəkkəb cisimlərin molekullarını yığırlar. Bu molekulları yığıdıqdan sonra hüceyrə onları müxtəlif hisslərdə yerləşdirir: bəziləri nüvəyə düşür, o biriləri sitoplazmada, üçüncüləri isə membranda yer alır. İndi özünüz düşünün, əgər hər bir hüceyrənin malik olduğu nanotexnologiyalara insan da yiyələnsə, onda onun qarşısında hansı imkanlar açılır. 

Alimləri nano dünyasına çağıran Feynman elə həmin dəqiqədə orada onları gözləyən çətinliklərdən danışır və bunun, təxminən, 1 mm ölçüsü olan avtomobil düzəltməklə eyniləşdirir. Əgər adi avtomobilin detalları 10-5 m dəqiqliyi ilə hazırlanırsa, onda bu mikroavtomobilin detallarını 4000 dəfə yüksək dəqiqliklə, yəni  2,5.10-9 m dəqiqliyi ilə hazırlamaq lazımdır. Beləliklə, mikroavtomobilin detallarının ölçüləri ±10 atom qatı hesabı dəqiqliyinə uyğun gəlməlidir. 

Nanodünya təkcə maneə və problemlərdən ibarət deyil. Nanodünyadan yaxşı xəbərlər də var, bu dünyanın bütün detalları çox möhkəmdir. Bu, onunla bağlıdır ki, nanoobyektlərin kütləsi onların ölçüsünün üçüncü dərəcəsinə uyğun, eninə kəsiyinin ölçüsü isə ikinci dərəcəsinə uyğun azalır. Deməli, obyektin hər bir elementinə düşən mexaniki yüklənmə - elementin çəkisinin onun en kəsiyinə nisbəti obyektin ölçülərinə müt?nasib olaraq azalır. Bel?liklə, mütənasib şəkildə kiçildilmiş nanomassa lazım olandan milyard dəfə qalın nanoayaqlara malik olur. 

Əlbəttə ki, ölçülər  kiçildikcə biz daim çox qeyri-adi fiziki hadis?lərlə rastlaşacağıq. Nanodetalların çəkisinin azlığı üzündən onlar molekullararası qarşılıqlı təsir qüvvlərinin hesabına bir-birlərinə yapışacaqlar. Məsələn, qaykanı açdıqdan sonra da o, boltdan ayrılmayacaq. Amma fizikanın bizə bəlli olan qanunları atomları düzərək obyektlər yaratmağı qadağan etmir. Yəni atomlarla oynamaq prinsipcə tam realdır və təbiətin heç bir qanununu pozmur. Onun reallaşmasının praktik çətinlikləri isə bizim özümüzün həddindən böyük və nəhəng obyektlər olmağımızla bağlıdır ki, bu da bizə belə manipulyasiyaları gerçəkləşdirməyə çətinlik yaradır. 

1980-ci illərin əvvəllərində Amerika alimi Erik Dreksler tərəfindən aparılmış və "Yaradılış maşınları: gələcək nanotexnologiyalar erası" kitabında dərc edilmiş müfəssəl tədqiqatdan sonra nanotexnologiya elmin müstəqil sahəsinə çevrilib və uzunmüddətli texniki layihə statusu qazanıb. Drekslerin tərifinə görə,  nanotexnologiya "qurğuların və əvvəlcədən müəyyən edilmiş atom quruluşlu cisimlərin ucuz yolla əldə edilməsinə yönəldilmiş gözlənilən istehsal texnologiyasıdır". Mütəxəssislərin çoxu hesab edir ki, yaxın 50 il ərzində bir çox qurğular elə kiçik olacaq ki, çap nöqtəsi boyda sahədə minlərlə nanoqurğu yerləşdirmək mümkün olacaq. 

Nanohissəciklər və onların özünütəşkili  

Bəlli olub ki, bir sıra metiralların nanohissəcikləri çox yaxşı katalitik və adsorbsiya xassələrinə malikdir. Başqa materiallar isə gözəl optik xassələr nümayiş etdirirlər; məsələn, həddindən nazik üzvi materiallar günəş batereyalarının istehsalı üçün istifadə edilir. Bu batereyalar nisbətən aşağı kvant effektivliyinə malik olsalar da, ucuz və mexaniki baxımdan əyilə biləndirlər. Çünki nanohissəciklərin nanoölçülərə malik təbii obyektlərlə - zülallarla, nuklein turşuları ilə qarşılıqlı əlaqəsinə nail olmaq mümkündür. Yaxşı təmizlənmiş nanohissəciklər özləri müəyyən strukturda yetişə bilirlər. Bu cür strukturlar ciddi nizamlı nanohissəciklərə malik olurlar və çox vaxt qeyri-adi xassələr nü-mayiş etdirirlər. 

Nanoobyektlər üç əsas sinfə bölünürlər: keçiricilərin partlayışı, plazma sintezi, nazik təbəqələrin bərpası yolu ilə alınmış üçölçülü hissəciklər və s.; molekulyar laylama, CVD, ALD metodları, ion laylamamedou ilə alınmış ikiölçülü obyektlər - təbəqələr; cismin slindirik mikroməsaməyə yerləşdirilməsi və molekulyar laylama üsulları ilə alınmış birölçülü obyektlər - viskerlər.  Həmçinin nanokompozitlər mövcuddur, bunlar nanohissəciklərin hər hanısı bir matrisanın üzərinə çəkilməsi yolu ilə əldə edilir. Hazırda yalnız mikrolitoqrafiya üsulu geniş yayılıb, bu üsul matrisaların üzərində ölçüsü 50 nm olan adavari yastı obyektlər əldə etməyə imkan verir və elektronikada geniş  istifadə edilir; CVD, yəni kimyəvi buxar-çökdürmə  və ALD, yəni lay-çökdürmə üsulları, adətən, mikrotəbəqələrin yaradılması üçün istifadə edilir. Başqa üsullar isə əsasən elmi məqsədlərlə istifadə olunur. Xüsusilə də ion və molekulyar laylama üsullarını qeyd etmək olar, çünki onların yardımı ilə real monolaylar əldə etmək mümkündür. 

Nanotexnologiyaların qarşısında duran əsas vacib məsələlərdən biri molekulları müəyyən üsulla qruplaşmağa, özlərini təşkil etməyə və nəticədə yeni materiallar və qurğular əldə etməyə məcbur etməyin üsulları barədədir. Bu problemlə kimyanın ayrıca bir sahəsi olan supramolekulyar kimya məşğul olur. O, ayrıca molekulları deyil, molekullar arasında qarşılıqlı təsirləri öyrənir. Bu təsirlər molekulları müəyyən qaydada düzərək yeni cisim və materiallar əldə etmək imkanındadır. Ümid verən odur ki, təbiətdə doğrudan da bu cür sistemlər mövcuddur və belə proseslər gerçəkləşir. Həm də xüsusi strukturda təşkil olunmağı bacaran biopolimerlər də bəllidir. Bunlara misal kimi zülalları göstərmək olar, onlar həm kürəvari forma ala bilirlər, həm də bir neçə  protein, yəni zülal molekulunun daxil olduğu komplekslər də təşkil edə bilirlər. Artıq DNT molekullarının spesifik xüsusiyyətlərini istifadə edən sintez üsulu məlumdur. 

Bəs Azərbaycanda nə edirlər? 

Bizim ölkədə nanotexnologiyaları istehsalda tətbiq etmək cəhdləri ARDNŞ-lə Azərbaycan Dövlət Universiteti tərəfindən edilib. Neftin hasilatı prosesində nanohissəciklərdən istifadə olunub. Nanotexnologiyaları Azərbaycanda tətbiq edən alim Həsən Kazımovun sözlərinə görə, bütövükdə bu elmin inkişafını üç mərhələyə bölmək olar. Birincisi, nanocisimlər və nanokapsullar layihələndirən insanlar və müəssisələrdir. Onların avadanlığı var, onlar elmi təcrübələr aparırlar. Onlar müxtəlif cisimlərin - qazvari, kristallik və maye cismlərin nanokapsullarını yaradıblar. İkincisi, sifarişçinin tələbi və arzusu üzrə müəyyən məqsədlərlə nanokapsul istehsalına sifariş götürən müəssisələrdir. Üçüncüsü isə hazır nanokapsulları alaraq onları müəyyən sahələrdə tətbiq edənlərdir. Belə ki, almanlar bakteriyaları qıran gümüş nanokapsullar yaradıblar. Türkiyədə isə bu nanokapsulları dezinfeksiya edən vasitələr istehsalında istfiadə etməyə hüquq əldə ediblər. 

Hazırda Həsən Kazımovun rəhbərlik etdiyi "BIOOIL" şirkəti nanotexnologiyaların tətbiqi ilə naftalan kosmetik vasitələrinin istehsalı ilə məşğul olaraq fəaliyyətində bu elmin ölkəmizdə yayılması üzrə ikinci və üçüncü bəndləri özündə birləşdirib. "Faktik olaraq nanokapsul alınması texnologiyası bizə 30 il qabaq bəlli idi. Məsələn, kerosini raketlər üçün bərk yanacağa çevirmək üsulu alimlərə çoxdan məlumdur. Bizdə də naftalan yağını nanokapsula çevirmə avadanlığı var. Bu texnologiyanı biz yalnız Azərbaycanda tətbiq etməklə qalmamışıq. Eyni zamanda, deyə bilərəm ki, biz bu texnologiyanı kosmetikada, gigiyenada və əczaçılıqda tətbiq edən ilk əczaçılıq şirkətlərindənik.  Nanotexnologiyalar, demək olar ki, tikintidən tutmuş üzüm suvarılmasına, neft və qaz hasilatına, silah istehsalına kimi hər yerdə istifadə edilir", - deyə alim vurğulayır.  

Doğrudur, mətbuatda belə fikirlər var ki. nanohissəciklər barədə deyilənlər boş  sözdür. Başqa sözlə, həmin kosmetik vasitələrin tərkibində nanohissəciklərin olmasına inanmırlar, hesab edirlər ki, bu çox bahalı və rentabelsiz istehsaldır. Yəni indi yeni dəbdə olan termin peyda olub və kosmosevtika, dərman preparatlarının istehsalçıları da bu fəaliyyət səviyyəsinə qalxmaq istəyirlər. Belə olan zaman məhsulun qeydiyyatı asanlaşır. Məsələn, Rusiyada və Avropa ölkələrində kosmetik vasitələrin yaradılması zamanı yeni meyil müşahidə edilir: istehsalçının tətbiq etdiyi hər hansı məhsulu yoxlamağa vaxt və pul xərclənmir, keyfiyyət və təhlükəsizliklə bağlı məsuliyyəti onun boynuna qoyurlar. 

Belə olan halda bu məhsul daxil olan şikayət üzrə yoxlanılır və deyil?nlər uyğun gəlmədikdə istehsalçıya qarşı tədbirlər görülür. Bu mexanizm Gürcüstanda da çox uğurla işləyir. "Orda "BIOOIL" şirkətinin məhsullarının satışı üçün müvafiq qurumlara yalnız "Naftalan yağı" və "Naftalan mazı" üçün Azərbaycan və Ukrayna səhiyyə nazirlikləri tərəfindən verilmiş qeydiyyat şəhadətnamələri kifayət oldu. Preparatın müəllifi kimi mən istehsalçının əvəzinə məsuliyyət daşımıram, amma özüm də istehsalçı olduğum üçün son məhsula, əlbəttə ki, bütün məsuliyyəti özüm daşıyıram.  Bu bir daha məni diqqətli və məsuliyyətli olmağa məcbur edir. Preparatın yaradıcısı və istehsalçısı kimi mən ciddi deyirəm: naftalan nanokapsulu gerçəkliyə uyğundur və Avropa Birliyinin qeydiyyat şəhadətnaməsini alıb".