Mühazirə 1 Nanotexnologiya
Yüklə 1,74 Mb.
|
|
Mühazirə 1 Nanotexnologiya Plan: Nanotexnologiya nədir? Nano elmi və nanotexnologiyanın imkanları Nanotexnologiya neftqazçıxarma sənayesində XX əsrin 90-cı illərindən başlayaraq fizika, kimya və mühəndislik elmlərinin nailiyyətlərinə əsaslanan yeni bir texnologiya – nanotexnologiya intensiv inkişaf edərək XXI əsrin texnologiyası statusunu qazanmaq əzmindədir. Hazırda nanotexnologiyanın inkişafını informasiya texnologiyasından sonra üçüncü elmi texniki inqilab hesab edirlər və onun üçün inkişaf etmiş ölkələrdə bu sahələrə böyük maliyyə vəsaitləri ayrılır. Nanotexnologiya nədir? Amerika Milli Nanotexnologiya Təşəbbüsü (The National Nanotechnology Initiative) mərkəzinin gəldiyi rəyə görə bu texnologiya: 1. Təqribən 1 nm = metrin milyardda bir miqyasında, molekul və ya makromolekullar və atom səviyyəsində araşdırmaların və texnoloji proseslərin inkişaf etdirilməsidir 2. Atom və molekullar səviyyəsində, tamamilə yeni fiziki və kimyəvi keyfiyyətlərə malik olan strukturların, sistem və qurğuların yaradılması və tətbiq edilməsidir. 3. Atom səviyyəsində baş verən proseslərə nəzarətin və manipulyasiyanın həyata keçirilməsidir. Nanotexnologiya – atom və molekullarla manipulyasiya edərək yeni keyfiyyətli materialların alınmasını və bu materiallardan istifadə edərək nanoölçülü maşın və mexanizmlərin, robotların, kompyuter çiplərinin, elektronika avadanlıqlarının, optik cihazların, sensorların, ətraf mühitin kimyəvi və fiziki təmizləyicilərinin, canlı orqanizmlərə maddələrin, o cümlədən dərman preparatlarının daşınmasını həyata keçirən qurğuların yaradılmasını nəzərdə tutur. Nanotexnologiya sadəcə nanoölçülü hissəciklərin, materialların, məhsulların texnologiyası deyil. Bu texnologiya kimya və materiallar, yeyinti və biotexnologiya, elektronika və materiallar sənayesini, elmin və texnikanın bir çox sahələrini əhatə edən son dərəcə incə bir texnologiyadır. İnsan fəaliyyətinin elə bir sahəsi yoxdur ki, orada nanaotexnologiyanim nailiyyətlərindən istifadə edilməsin və ya edilməsi nəzərdə tutulmasın. Nanotexnologiyanın imkanları həddən artıq genişdir. Odur ki, bu texnologiya əsasında yaradılan məhsulların miqdarı və növləri çox böyük sürətlə artmaqdadır. Nanotexnologiyada araşdırmalar fizika və kimya elminin bazasına əsaslanaraq aparılır. Bu elmlərin metodlarını və naliyyətlərini tətbiq etməklə atom və molekullarla manipulyasiya edərək çox kiçik ölçülü, yüksək dərəcədə aktiv materiallar alırlar. Ənənəvi sənaye texnologiyalarında tərkibindən lazım olmayan maddələri təmizləməklə, istənilən xammaldan verilmiş struktura uyğun material və qurğular hazırlanır. Bu prosesdə maksimum bir mikron tərtibində ölçüsü olan materiallar hazırlamaq mümkündür. Nanotexnologiya ilə hazırlanmış material və strukturların həm ölçüsünu və həm də fiziki – kimyəvi xaraketristikalarını əvvəlcədən proqramlaşdırmaqla almaq olur. Hal-hazırda dünyanın bir çox ölkələri (xüsusilə, ABŞ, Yaponiya, Çin, Avropa birliyi ölkələri) bu texnologiyanın böyük imkanlara malik olduğunu anlayaraq bu sahəyə küllü miqdarda maddi vəsait cəlb etməklə xeyli nailiyyətlər qazanmışlar. Onu qeyd etmək kifayətdir ki, bütün dünya üzrə, nanotexnologiya sahəsində son on ildə alınan patentlərin sayı və eləcə də bu sahəyə ayrılan pul vəsaitlərinin miqdarı eksponensial qanunla artır. İndi insan fəaliyyətinin elə bir sahəsi yoxdur ki, orada nanotexnologiyanı tətbiq etmək mümkün olmasın. Nanomateriallar yüksək keyfiyyətli paltar, geyim əşyaları, inşaat materialları, qablaşdırma və daşınma avadanlıqları, çox möhkəm metal məmulatları, keyfiyyətli kosmetika, proqramlaşdırılmış qida məhsulları, yüksək dərəcədə aktiv bioloji və kimyəvi katalizatorlar, dərman preparatlarının daşıyıcıları və nəhayət tibbi əhəmiyyətli sensor maddələr deməkdir. Nanotexnolgiyanın banisi yunan filosofu Demokrit sayıla bilər. Eramızdan əvvəl təqribən 400-cü ildə "atom" sözünü ilk dəfə olaraq o, işlətmişdir. Maks Knoll və Ernest Ruska elektron mikroskopu kəşf edəndən sonra ilk dəfə olaraq nanoobyektləri tədqiq etməyə başladılar. Nano elmi və nanotexnologiyanın imkanları haqqında ilk dəfə dünya şöhrətli fizik, Nobel mükafatı laureatı Riçard Feynmanın Kaliforniya Texnologiya İnstitutunda 1959-cu ildə oxuduğu mühazirədə söyləmişdir. O atom və molekul səviyyəsində baş verən proseslərin məkanında həddən artıq geniş və külli miqdarda boş yerlərin olduğunu deyirdi. Biz həmin yerlərə daxil ola bilsək, atom və molekulları həmin boş yerlərdə istədiyimiz kimi düzə bilsək imkanları qeyri məhdud olan bir texnologiyanın əsasını qoya bilərik. Bu ideyanı reallaşdırmaq XX əsrin 80-ci illərində atom qüvvət və skayner mikroskoplarının kəşfindən sonra mümkün oldu. Nanotexnologiya terminini 1974-cü ildə ilk dəfə Tokiyo Universitetinin professoru Norio Taniguchi təklif etmişdir. Beynəlxalq elm aləmi tərəfindən qəbul edilmiş bu termin indi dünyada ən çox işlədilən məvhumlardan biridir. Eric Drexler 1986-ci ildə atomlarla manupulyasiya edərək yeni tip maddələrin istehsalından bəhs edən kitab yazmışdı. Bu kitab nanotexnologiyadan bəhs edən ilk kitab idi. Nanotexnologiya ilə alınan materialların fiziki və kimyəvi xaraketristikaları qeyri adi dərəcədə adi texnologiya ilə alınan materiallardan fərqlənir. Məsələn, qızıl nanohissəciklərindən düzəldilmış qızıl materialının rəngi bizim adət etdiyimiz qızıl rəngindən tamamilə fərqlənir və tünd qırmızı rəngə çalır. Karbon atomları ilə aparılan nanotexnoloji proseslərdə alınan nanoborucuq 6 dəfə poladdan yüngül olmasına baxmayaraq elə o qədər də ondan möhkəmdir. Bu nanoborucuqlardan, silisium və eləcə də almazdan alınan nanoliflərin möhkəmliyi o qədər böyükdür k, bu sapın bir dənəsi ilə fili asmaq olur, min dənəsi ilə çay üzərindən asma körpü düzəltmək olar. Nanotexnologiyanın təsir sahələri çox genişdir, demək olar ki, sərhədsizdir. Nanotexnologiyanın nailiyyətləri XXI əsrdə həm elmin, həm də təhsilin inkişafına güclü təkan verəcək. Son zamanlar bəşəriyyətin əsas problemlərindən biri ətraf mühitin qorunması və sağlam, stabil insan inkişafının əldə olunmasıdır. Belə ki, nanotexnologiyalar ekoloji mühiti də sabitləşdirmək iqtidarındadır. Dünyada 525 milyon kiçik fermer təsərrüfatında çalışan 2,5 milyard əhali təmiz texnologiyadan, təmiz içməli sudan, elementar sanitariyadan və təlükəsiz suvarma sistemlərindən məhrumdurlar. Dənizdə və sahil zonalarinda suda həll olunmuş oksigenin çatışmamazlığı dənizin fauna və florasinda mühüm dəyişikliklər yaradir. Kanadanın Qərbi Ontario Universitetinin alimləri çirklənmiş zonalarda artezian sularınının təmizlənməsi üçün nanomaterialları torpağa hopduraraq yeraltı sularda etan və butan kimi kimyəvi maddələri təmizləməkdə bu texnologiyanın imkanlarından istifadə edirlər. İsrail və Amerika alimləri birlikdə nano ölçülü məsamələri olan, polimer əsaslı ultra-filtrasiya qabiliyyətinə malik membran təbəqələri almağa nail olmuşlar. Bu təbəqələr bioloji çirkləməyə davamlı, antimikrob xassəli, bioloji toksik maddələr üçün sensor rolunu oynayan, yeraltı və yerüstü sulardan onları kənarlaşdıran materiallardır. Dəniz suyunun şirinləşdirilməsi texnologiyası indiyə qədər çox baha başa gələn bir texnologiyadir. Alimlər karbon nanoborucuqlardan istifadə edərək dəniz suyundan, indiki texnologiyadan iki dəfə ucuz başa gələn, texnologiya ilə içməli su almağa cəhd edirlər. Yaponiyanın alimlərinin yaratdığı mikro-nano-qovucuqlar texnologiyasi ilə çirkab sularından azotu 90% qədər çıxara bilən zavod tikməyə nail olmuşlar. Əvvəllər çox baha başa gələn üsullarla azotun çirkab sularında təmizlənməsi bu üsulla dəfələrlə ucuz başa gəlir. Avstraliyalı alimlər qarğıdalı nişastası tərkibli polimer materialdan ətraf mühit üçün çox əlverişli plastik qablar düzəltmişlər. Belə plastik qabların tullantıları bir müddətdən sonra öz-özünə əriyərək heç bir çirklənməyə səbəb olmur. Minik maşınları üçün indi nanohissəcik tərkibli elə rənglər alırlar ki, bu rənglər su buraxmır, çirklənmir, cızılmır, parıldayır, günün müxtəlif vaxtlarında maşın müxtəlif rəngdə görünür. "Fantastik səyahət" kitabının müəllifi Rey Kurtsveil xəbər verir ki, gələcəkdə yaradılacaq nanorobot həkimlər insan orqanizmi daxilində "yaşamaqla" yaranmış zədələri aradan qaldıracaq yaxud o zədələrin əmələ gəlməsinin qarşısını ala biləcəkdir. Nəzəri cəhətdən nanotexnologiyalar insanın məhv olan hüceyrələrini regenerasiya yolu ilə onun fiziki ölməzliyinə imkan yaradacaqdır. Son zamanlar yeni, elm tutumlu texnologiyaların işlənməsi hesabına neft sənayesində böyük uğurlar əldə edilmişdir və bu sahədə də nanotexnologiyanın nailiyyətlərindən istifadə etməklə neftqazçıxarma sənayesində böyük iqtisadi səmərə əldə edilmişdir. Belə ki, Abşeron yarımadasında uzun illər istismar nəticəsində sulaşmış, qeyri-rentabelli neft quyuları kifayət qədərdir və bu quyulara yalnız yeni texnologiya tətbiq etməklə qalıq nefti çıxarmaq olar. Bu məqsədlə mütəxəssislər tərəfindən bu quyulardan qalıq neftin çıxarılması üçün yeni texnoloji üsul işlənib hazırlanmışdır. Belə ki, laboratoriya şəraitində nanohissəciklər səthi aktiv maddələrlə stabilləşdirilmiş sonra sulaşmış neft quyularına vurularaq, neftçıxarmaya təsiri öyrənilmişdir. Tədqiqat zamanı müəyyən edilmişdir ki, metal nanohissəciklərin neft quyularına daşıyıcılar vasitəsilə suspenziya halında daxil edilməsi nəticəsində nanohissəciklər sulaşmış laylarda mövcud olan karbonatlarla reaksiyaya girərək karbon qazı yaradır və nəticədə sistemdə təzyiq artır. Belə ki, daşıyıcı və stabilləşdirici rolunu oynayan suspenziya SAM-da mühitində əlavə karbon qazı yaradır. Nəticədə sistemdə turşuluğun və təzyiqin artması hesabına təbəqələşmə baş verir və neft sistemin səthinə toplaşır. Təbəqələşmə zamanı proses güclü axına səbəb olur ki, lay süxurlarının yuyulması baş verir və neft axını lay-quyu sisteminin keçiricilik qabiliyyətini yaxşılaşdırır. Bu da kollektorlara əlavə maye axınına səbəb olur. Beləliklə, layların neftvermə əmsalı yüksəlir, hasil edilən mayedə suyun miqdarı azalır və neftçıxarma üçün enerji sərfi xeyli aşağı düşür. Müəyyən edilmişdir ki, metal nanohissəciklərin quyulara daxil edilməsi nəticəsində neft hasilatı 2-2,5 dəfə, neftin çıxarılmasına sərf olunan enerjiyə 15% qədər qənaət olunur, quyudan çıxarılan mayedə suyun miqdarı isə 18-24% azalır. Beləliklə, müasir texnologiya ilə yaradılmış metodika belə yataqlarda qalıq neft ehtiyatlarının realizə imkanını artırmış və nəticədə müşahidə edilən müsbət göstəricilər aşağıdakılardan ibarətdir sulaşmış quyularda məhsulun tərkibində suyun miqdarının azaldılması; ağır hasil olunan böyük özüllü neftlərin özlülüyünün azalması nəticəsində hasilatın artması; ağır neftlərin nəql göstəricilərinin yaxşılaşması; parafinli quyularda çöküntülərin qarşısının alınması; elektrik enerji sərfinin azalması; neft və qaz hasilatı, nəqli və hazırlanmasında korroziyanın qarşısının alınması. Yüklə 1,74 Mb. Dostları ilə paylaş:
|