U rga nch davlat u n IV er siteti kimyo kafedrasi Qo‘lyozma huquqida

Ionlanish
energiyasi
W
Eng yuqori
egallangan
holat
(p
Chiqish
ishi
er i
holati
Adsorbat
etall
Elektronga
moillik
Е
Egallanma-
gan
Egallangan
holat

Fermi
holati
11-rasm. Adsorbtsiya bo‘layotgan atomning energetik holatlari.
Klasterlarning (nanozarrachalarning) ko‘pgina xossalarini analiz qilishda
oddiy termodinamik model ularning bir qancha muhim xossalarini chuqurroq
tushunishga
imkon berishi
m a’lum.
Biz
bu yerda termodinamikaning
nanoklasterlarni o’rganish uchun kerak bo‘ladigan eng minimal tushunchalari
haqida informatsiya berib o ‘tamiz.
1.8.3. Nanozarrachalarning sintezi va ularni stabillash usullari
Nanokimyoda ishlatiladigan va tadqiq etiladigan 1^10 nm. kattalikka ega
zarrachalar kolloid kimyo usullariga o ‘xshash kondensatlash va disperslash orqali
sintez
etiladi[31].
Masalan,
mexonokimyoviy maydalash,
gaz
fazasidan
kondensatlash, plazmakimyoviy usulda sintez etish va boshqalar. Bu usullar
nanokompozitlar, nanomateriallar yaratishga imkon beradi.
Boshqa guruh usullarga, o‘ta past haroratda kondensatlash, kimyoviy va
fotokimyoviy qaytarilish, lazer yordamida bug‘lash (parga aylantirish) va
keyinchalik kondensatlash kabi usullar misol bo‘ladi. Bu usullar yordamida yangi
materiallar yaratish katta muammo hisoblanadi.
Nanokimyoda, zarrachalar alohida atomlar asosida olinsa “pastdan
yondashish” usuli, disperslash yordamida olinsa “yuqoridan yondashish” usuli deb
aytiladi.
38

---

“Pastdan yondashish” usuliga: a) Kimyoviy usullar, masalan, oksidlanish

2H2S+O2=2[S]+2H2O;
qaytarilish
Ag2O+H2=2[Ag]+H2O,
o ‘rin
almashish
AgNO3+KJ=[AgJ]+KNO3 reaktsiyalarga asoslangan usullar hamda b) fizikaviy
usullar-kondensatlash, suyuqlikda cho‘ktirish yoki bug’lashga asoslangan usullar
misol bo‘la oladi. Bu usullar kolloid kimiyada ham ishlatiladi.
Nanokimyo “Pastki chegarasi” atomlar “Ustki chegarasi”
klasterlardagi
atomlar soni hisoblanadi. Qaysi atomlar sokida kimyoviy hossalarning o ‘zgarishi
to ‘xtasa, o ‘sha son “Ustki chegara” xisoblanadi. Nanokimyo o ‘lchami bir xil yoki
bir-biriga juda yaqin nonozarrachalar olinishiga xarakat qilinadi, ularning
strukturasi olinish usuliga qarab o‘zgaradi. Masalan, disperslash yordamida
olingan zarracha dastlabki materiyaning tuzilishini saqlaydi, kondensatsiya usulida
olinganda zarrachada atomlarning joylashishi turlicha bo’ladi va bu ularning
elektron tuzilishiga ta’sir etadi.
Kimyoviy qaytarilish usuli suyuq fazada, suvli va suvsiz muhitlarda amalga
oshiriladi. Metall zarrachalari olinsa boshlang‘ich ob’ekt sifatida uning tuzidan
foydalaniladi. Qaytaruvchilar sifatida alyumogidridlar, borgidridlar, gipofasfat,
formaldegid ishlatiladi.
Kimiyoviy qaytarilish usuli ko‘p olishlik jarayon hisoblanadi, shuning uchun
unga oksidlovchi-qaytaruvchi juditlarning tarkibi va kontsentratsiyasi, to, pH ta ’sir
etadi. Mitsella, emulsiya va dendromerlarda zarrachalar soni bo‘yicha reaktsiya
o ‘tkazish usullari. Emulsiya, SFM ning mitsellalari, dendramerlar o ‘ziga xos
nanoreaktorlar sifatida qaraladi.
12-rasm
Dendrimerlar-yangi tipdagi makromalekulalar bo’lib, ular yuqori molekulyar
massaga ega, eritmalarning qovushqoqligi nisbatan past bo‘lib, eritmalar xajmiga
shakli va fazoviy tuzilishga ega. Ularning o ‘lchami 2— 5 nm. atrofida bo’lib,
39

---

tarmoqlangan bo‘ladi, molekulalarining oxrida kutubli guruxlar saqlanadi.

Makromolekulalarda markaziy yadro va takrorlanadigan oralig‘ birlik bor bo’lib,
ularning soni kam bo’lsa-uch o ‘lchamli sferik tizim shaklida bo’ladi.
Nanozarrachalar g ‘ovaklik strukturalarda, masalan, chokitlarda ham sintez
qilinadi, chunki ularning g ‘ovaklari va kakallarining o ‘lchami m a’lum kattalikka
ega. Metall zarrachalari olinganda ularning bug’lari tseometda kondensatlanadi.
SFM moddalar eritmalarining m a’lum kontsentratsiyalarida (QQM dan yuqor
kontsentratsiyada) tizimlar, ya’ni mitsellalar hosil qiladi. Molekulalarning qutubli
qismi tashqarida bo’lgan mitsellalar to ‘g ‘ri, ichkarida bo’lgan teskari mitsella
deyiladi. Makromolekulalar nonozarrachalarning sirti qoplab stabilizatorlar rolini
ham bajaradi.
Metall nanozarrachalarining olishning bir necha xil metaodlari mavjud [32,
33, 34]. Masalan, kumush nanozarrachalar sintezlashning quyidagi metodlarini
ko ’rsatib o ’tish mumkin.