Andijon mashinasozlik instituti “Elektrotexnika” fakulteti

3 – rasm.
Kukunning soddalashgan sxemasi.
Zol-gel metodi yordamida nanotuzilmalar olish
jarayonida yuz beruvchi fizik jarayonlari
Zol-gel kimyoviy usullar bilan sintez jarayonida komponentlardan keraksiz elementni chiqarib yuborib, istalgan turdagi nanozarrachalarini olishning samarali metodlaridan biri hisoblanadi. Zol – kul manosini anglatsa, gel turli usullar yordamida kullardan kukunlar olishdir. Zol-gel jarayoni qorishmadan materiallar olishning bir necha metodlarini birlashtiradi. Soddaroq qilib aytganda zol-gel jarayoni deganda, gidroliz birikmalar yoki murakkab moddalarning suyuqliklar ta’sirida tarkibiy qismlarga ajralishi tushuniladi. Zol-gel jarayonining dastlabki bosqichida suyuqlik ta’sirida murakkab moddalar reaksiyasi yuz berib, koloidlar yoki kristallanmaydigan, suvda quyuq eritma hosil qiladigan oqsil, kraxmal, yelim singari moddalar yoki gidroksid zarrachalar hosil bo’ladi. Ularning o’lchami bir necha nanometrdan oshmaydi. Mayda zarrachalar konsentrasiyasining ortishi yoki tashqi ta’sirlar hisobiga boshqa o’zgarishlar zarrachalar o’rtasida bog’lanishlar hamda gel monolit (birbutun gel)larini hosil bo’lishiga olib keladi. Bu jarayonda eritma molekulalari egiluvchan, yetarli darajada mustahkam gidroksid zarrachalar hosil qiladi. Zol-gel jarayonida erituvchilar yordamida suyuqlikni geldan ajratib chiqarish hisoblanadi. Odatda bu suyuqlikni chiqarish uchun quritish ishlari amalga oshiriladi. Buni amalga oshirish natijasida turli sintez maxsulotlari olish mumkin.
Masalan, kserogel, ambigel, kriogel, aerogel va boshqalar. Zol-gel sintez mahsulotlarining ko’p qismi oksidlangan nanokukunlar, yupqa pardalar yoki keramika olishda qo’llaniladi. Shuningdek, zol-gel metodi bir xil kvazi tuzilmali kserogellar olish uchun samarali hisoblanadi. Masalan, V2O5·nH2O turdagi kserogellar vanadiy oksid nanotrubkalarni sintez qilishda muhim ahamiyatga ega.
Zol-gel metodi bir necha texnologik jarayonlarni o’z ichiga oladi (4 – rasm).
Zol – gel metodi yordamida kukunlar olish jarayonini quyudagicha tushuntirish mumlin. Dastlab xom ashyodan suyuq yoki organik qorishma olinadi. So’ngra gidroliz yordamida zol ya’ni kul olinadi. Qorishma tarkibida qattiq dispersion fazali kul hosil bo’ladi. Kul olish uchun suyuq dispersion fazali masalan, ishqoriy gidroliz qo’llaniladi. Bu jarayonni koffe ichimligi tayorlash jarayoniga o’hshatish mumkin. Suyuq fazada aerogel hosil bo’ladi (2.6c-rasm). Bu jarayonlar kofeni tayorlashda yuz beradi. Bu birikmalar suyuqlikdagi kullar yoki mayda zarrachlarga o’hshaydi. Kofeni ma’lum vaqt tindirilsa, idish tubida mayda zarrachalarning cho’kindisi hosil bo’ladi. Ya’ni, aralashma ma’lum vaqt oraliqlarida quritilganda kserogel hosil bo’ladi (2.6-rasm).