Маъруза 1
Коллоид ва нанокимёнинг янги мустақил фан сифатида ривожланиши.
Коллоид ва нанокимёнинг замонавий назарий асослари.
Модданинг коллоид ҳолати. Коллоид ва нанокимё назариялари асосида
наноматериаллар, нанокомпозитлар, нанозаррачалар тушунчаси.
Р Е Ж А
Коллоид кимё нимани ўрганади.
«Нано» деганда нима тушунилади.
Нанофан ва коллоид кимё.
Коллоид моддалар ва наноматериаллар олиниши уларнинг ўхшаш ва фарқли
жихатлари.
Коллоид ва нанокимё фанида нанотехнологиянинг ўрни.
Охирги йилларда газета ва журналлардаги мақолаларда кўпинча “нано” сўзи
ишлатилаётганини
кўришимиз
мумкин.
Радио
ва
телевиденияда
нанотехнология ютуқлари ва натижалари хақида кўпгина янгиликларни ҳар
куни эшитишимиз ва кўришимиз мумкин.
“Нано” деганда нимани тушунамиз?
«Нано» деган қўшимча «nanus» деган грек сўзидан (унинг таржимаси –
«митти», «карлик», ҳаттоки «кичкина чол») олинган бўлиб,
бирор
бирликнинг миллиарддан бир қисми деган маънони англатади: масалан, 1
нанометр, 1 наносекунд ва ҳ.к. Физикада нанозаррачалар деганда ўлчамлари
1 нанометрдан (1нм) 100 нанометргача бўлган объектлар тушунилади.
(1нм=10
-9
м=10
-6
мм=10
-3
мкм). Албатта, нанообъектларга хос хусусиятлар
ўлчамларнинг 0,1 нм дан бир неча ўн нанометргача бўлган сохасида айниқса
ёрқин намоён бўлади. Бу сохада нанообъектларнинг ҳамма хоссалари (физик-
механик, термо, электр, магнит, оптик, кимёвий, каталитик ва бошқа
хоссалар) макрообъектларникидан кескин фарқ қилиши мумкин.
Ҳозирги кунда нанотехнологияга бўлган қизиқиш ортиб бормоқда. Бу эса
янги ёндашувлар ёрдамида
турли хоссали техника, биотехнология, кимё,
тиббиёт, оптика, механика ва бошқа кўплаб соҳаларда муҳим ҳисобланган
гибрид материаллар жумладан,
катализаторлар, хромотография учун
адсорбентлар, керамикалар, ҳимоя қопламалар
сенсорлар, ғовак
материаллар, композицион материаллар олиш имконини беради. Шунинг
учун ҳам ҳозирги кунда наноматериалллар бутун дунёда инновацион нуқтаи
назардан қараб келинмоқда.
Коллоид системалар:
1. Дағал дисперс системалар (суспензия, эмульсия, кўпиклар),
заррачалар
ўлчами › 10
-4
cм.
2. Микрогетероген системалар жуда майда муаллақ моддалар, (тутун, туман)
заррача ўлчами 10
-4
10
-5
см.
3. Ультрамикрогетероген системалар заррача ўлчами 10
-5
10
-7
см.
Коллоид кимё фанини дисперс (майдаланган) системалар ва сирт
ходисаларининг физик кимёси деб қараш мумкин. Коллоид сўзи грекча
“соllа” яъни клей сўзидан олинган бўлиб, хозирги замон мазмунига тўғри
келмагани учун бу ном фақат тарихий ахамиятга эга бўлиб сақланиб
келмоқда. 19 асрда италия олими Сельми
баъзи эритмаларнинг аномал
(қонуниятлардан четланадиган) хоссаларга эга эканлигини кузатди яъни:
уларда ёруғликнинг тарқалиши, тузлар таъсирида уларда эриган модданинг
чўкмага тушиши. Модданинг бундай эритмага ўтиши ва ундан чўкишида
системанинг хажми ва харорати ўзгармаган. Сельми бундай эритмаларни
“псевдоэритмалар” деб аталган ва кейинчалик улар золлар деб аталган.
1861 йилда инглиз олими Томас Грем бундай эритмаларни чуқур ўрганиб
уларни коллоидлар деб атаган. Коллоидлар қатор хусусиятларга эга бўлган:
1.Улар интенсив равишда ўзидан ёруғлик тарқатган, айниқса эритма солинган
кювета билан унга тушаётган ёруғлик ўртасига линза қўйиб,
системага
ёруғлик йўналишига нисбатан бирор бурчак билан кузатилганда система
ичида ёруғ конус кўринади.
Бу ходисани биринчи бўлиб кузатган олим номи билан Тиндаль конуси деб
аталган.
2. Коллоид эритмалар секинлик билан диффузияланган.
3. Уларни диализ усулида тозалаш мумкин, яъни эритмани ярим ўтказгич
парда орқали ўтказилганда парда орқали эриган кристалл моддалар ўтиб,
коллоид заррача эса ўтмайди, парда ичида тозаланган эритма қолади.
4. Коллоид эритмалар чин эритмалардан фарқли ўлароқ, агрегатив жихатдан
беқарорлик хоссаларини намоён қилади, яъни ташқи таъсирлар: электролит
қўшиш, иситиш, совитиш, механик чайқатиш
таъсирида заррачаларнинг
йириклашиши (коагулланиш).
5. Уларда электрофорез ходисасини кузатиш мумкин, яъни заррачалар маълум
зарядга эга бўлганлиги учун эритмага ташқаридан электр токи берилганда
заррачалар бирор электрод томон харакат қилади, манфий заррача мусбат
электродга, мусбат заррача манфий электрод томон харакат қилади.
Шуни айтиб ўтиш лозимки, электрофорез электролиз ходисасидан фарқ
қилади, бунда электролиз махсулотлари эквивалент миқдорда электродларда
ажралади.
Коллоид кимё
ўрганадиган системалар рус олими А.П.Песков
томонидан
таърифланган икки белги билан характерланади. Уларнинг бири дисперслик
ва иккинчиси гетерогенликдир.
Бирор модданинг майда заррачалари бошқа модда ичида тарқалишидан ҳосил
бўлган система
дисперс система дейилади. Тарқалган модда
дисперс фаза,
иккинчи модда эса
дисперсион мухит деб номланади. Шундай қилиб хар
қандай коллоид эритма-гетероген, кўпфазали системалардир. Шу хоссалари
билан улар гомоген, бир фазали чин эритмалардан фарқ қилади.
