Nanoteknologjia(pjesa e dytë)

Çfarë ka kaq të veçantë për shkallën nanoskale?

Grimcat nanoskale nuk janë të reja as në natyrë dhe as në shkencë. Sidoqoftë, kërcimet e fundit në zona të tilla si mikroskopia u kanë dhënë shkencëtarëve mjete të reja për të kuptuar dhe përfituar nga fenomenet që ndodhin natyrshëm kur materia është e organizuar në nanoskalë. Në thelb, këto fenomene bazohen në “efekte kuantike” dhe efekte të tjera të thjeshta fizike të tilla si sipërfaqja e zgjeruar(më shumë për këto më poshtë). Përveç kësaj, fakti që një shumicë e proceseve biologjike ndodhin në nanoskalë u jep shkencëtarëve modele dhe shabllone për të imagjinuar dhe ndërtuar procese të reja që mund të rrisin punën e tyre në mjekësi, imazhe, informatikë, shtypje, katalizë kimike, sintezë materialesh dhe shumë fusha të tjera. Nanoteknologjia nuk po funksionon thjesht në dimensione gjithnjë e më të vogla; përkundrazi, puna në nanoskallë u mundëson shkencëtarëve të shfrytëzojnë vetitë unike fizike, kimike, mekanike dhe optike të materialeve që ndodhin natyrshëm në atë shkallë.

Shkalla në të cilën efektet kuantike dominojnë vetitë e materialeve

Kur madhësitë e grimcave të lëndës së ngurtë në shkallën e dukshme krahasohen me ato që mund të shihen në një mikroskop optik të rregullt, ka pak ndryshim në vetitë e grimcave. Por kur grimcat krijohen me dimensione rreth 1–100 nanometra (ku grimcat mund të “shihen” vetëm me mikroskopë të fuqishëm të specializuar), vetitë e materialeve ndryshojnë ndjeshëm nga ato në shkallë më të madhe. Kjo është shkalla e madhësisë ku të ashtuquajturat efekte kuantike rregullojnë sjelljen dhe vetitë e grimcave. Karakteristikat e materialeve varen nga madhësia në këtë interval shkalle. Kështu, kur madhësia e grimcave bëhet të jetë në shkallë nanoskale, vetitë si pika e shkrirjes, fluoreshenca, përçueshmëria elektrike, përshkueshmëria magnetike dhe reaktiviteti kimik ndryshojnë si funksion i madhësisë së grimcës.

Ari në shkallën nano ilustron vetitë unike që ndodhin në nanoskalë. Grimcat e arit në shkallë nano nuk janë me ngjyrë të verdhë me të cilën ne jemi njohur, ari në shkallë nano mund të duket i kuq ose vjollcë. Në nanoskalë, lëvizja e elektroneve të arit është e kufizuar. Për shkak se kjo lëvizje është e kufizuar, nanopjesëzat e arit reagojnë ndryshe me dritën në krahasim me grimcat e arit në shkallë më të madhe. Madhësia dhe vetitë e tyre optike mund të vihen në përdorim praktik, grimcat e arit nanoskalë grumbullohen në mënyrë selektive në tumore, ku ato mund të mundësojnë imazhe të sakta dhe shkatërrim lazer të tumorit me anë të mjeteve që shmangin dëmtimin e qelizave të shëndetshme.

Një rezultat magjepsës dhe i fuqishëm i efekteve kuantike të nanoskalës është koncepti i “rregullueshmërisë” së vetive. Kjo është, duke ndryshuar madhësinë e grimcës, një shkencëtar vërtetë mund të rregullojë një pronë materiale me interes (p.sh., ndryshimi i ngjyrës së fluoreshencës, nga ana tjetër, ngjyra e fluoreshencës së një grimce mund të përdoret për të identifikuar grimcën, dhe materiale të ndryshme mund të “etiketohen” me shënjues fluoreshente për qëllime të ndryshme). Një efekt tjetër i fuqishëm kuantik i nanoshkallës është i njohur si “tunneling”, i cili është një fenomen që mundëson skanimin e mikroskopit tunelues dhe memorjen flash për llogaritjen.

Përgatiti dhe përshtati:

WWW.STUDENTËT.MK