|
|
Нано технологияның физикадағы рөлі
Тақырыбы: Нано технологияның физикадағы рөлі
Мақсаты: ХХІ ғасырдың ең ғажайып технологиясы болып табылатын нанотехнологияның өзектілігін айқындап, физикадағы болашақ жобалар мен Қазақстандағы нанотехнологиялық зертханалардың жұмысын тереңірек қарастыру. Нанотехнологияның медицина саласында қолданылуының болашағы зор екендігіне көз жеткізу.
а) білімділік: Нанотехнологияның мазмұнымен таныстыру;
ә) дамытушылық: Нанотехнологияның болашақтағы мүмкіндіктері.
б) тәрбиелік: Оқушылардың ғылыми көзқарастарын қалыптастыру:
Құрал-жабдықтар: компьютер, интерактивті тақта,слайдтар, тірексызбалар
Сабақтың түрі: Факултативтік (дәріс түрінде) сабақ.
Сабақ барысы
Ұйымдастыру кезеңі.
1. Сәлемдесу;
2. Оқушыларды түгелдеу;
3. Сынып бөлмесінің тазалығын тексеру;
4. Оқушылардың сабаққа дайындығын тексеру (жұмыс орны, отырыстары, сыртқы түрлері);
5. Оқушылардың назарын сабаққа аудару.
Жаңа сабақ түсіндіру
1974 жылы «Нанотехнология» терминін ең алғаш жапондық ғалым Нарио Танигучи ұсынған болатын. Жеке атомдардың манипуляциясы көмегімен жаңа объектілер және материалдар жасауға болатынын жариялады. Нанометр – бір метрдің бір миллиард бөлшегі ( ).
Тіршілікпен қоғам пайда болғаннан бастап, адамзат өзінің өмірін жақсартуға, жеделдетуге тырысты. Алғашқы қауымдық құрылыс кезінде олар түрлі еңбек құралдарды пайдалана білді, уақыт өте келе адамзатқа пайдасы келетін жан-жануарларды қолға үйретті.
Тақырыпты бастамас бұрын ғылымның тарихына көз тастасақ, адамзат қоғамында көптеген революциялық өзгерістердің адамдардың көне идеяға жармасып, жаңа информацияны қабылдаудан бастарту қиындықтармен байланысты болғанын көрген болар едік. Солай батыс өркениеті жүз жылдар бойы жерді жазық деп келді. Бұл ақиқатқа жақын болмаса да, адамдардың карта қолдануына және онымен бағыт ұстауына кедергі болған жоқ. Галилейдің және басқа да ғалымдардың осы мәселе жөніндегі тұжырымдамалары оларға қымбатқа түсті. Соның ішінде Джордано Бруноны «діннен азған» деп, католик шіркеуінің әмірімен отқа жақты. Сонымен қоғамға бұл фактіні мойындау үшін 200 жылдай керек болды
Солай 200 жыл бойы ең кішкентай шама атом екендігіне ешкімнің күмәні болмады. XX ғасырда ғылым ең кішкентай элементар бөлшектерді (электрон, протон, нейтрон) ашып, бұл барлық әлемнің негізгі түсініктерін өзгертті. Барлық ғылымның негізінің негізі Аристотель постулаты - объект бір мезгілде «А» немесе «А емес» болуы мүмкін емес дегенімен, ол жарықтың бірмезгілде бөлшектер ағыны және толқын болатындығын түсіндіре алмады.
Ньютон механикасы әлемнің барлық заңдылықтарын мінсіз түсіндіретін болғанды және салыстырмалы теорияның тууына еш себеп жоқ еді. Бірақ бұл теорияның ашылуы ғылымның түбірлі өзгерісіне әкелді. Өзінің таңғаларлық жұмысымен Энштейн Ньютон механикасынан толығымен бас тартқан жоқ, ол тек заңның қолдану шегін көрсетті
Бір сөзбен айтқанда «бәрі ағады, бәрі өзгереді», енді міне, адамзат тағы да біздің үш ұйықтасақ түсімізге кірмеген жаңа революциялық төңкеріс пен технологиялық жаңалықтар табалдырығында тұрмыз. Болашақта өмір сүретіндер және оны жасайтындар, бүгін-ақ өзінің білімі мен өсуіне мән беріп, қолдаған шешімдеріне үлкен жауапкершілікпен қарау керек. Себебі XXI ғасырда білім мен мамандық ерекше белсенділікке ие.
Жылдар өтті, заман өзгеріп отырды, үздіксіз дамып отырды, заманға қарай адамдардың қажеттіліктері де өзгеріп отырды Қазіргі таңда біздің көпшілігіміз күнделікті өмірімізді ғылыми жетістіктерсіз, техникасыз медицинасыз елестете алмаймыз. Ал ендігі дамудың жоғарғы, шырқау шегі ол «нанотехнология», өте-өте кіші көлемдегі және адамдар командасын орындауға қабілетті жүйе
Соңғы уақытта салыстырмалы түрде жақында ғана пайда болған «нанотехнология» термині бәріне белгілі. Алайда, біздің өркениетімізге оның келешегі соншалықты күрделі екендігін біле отырып, әсіресе, жастар арасында нанотехнологияның негізгі идеяларын кеңінен тарату керек. Жаңа ғылымның аты бәріне белгілі технология (грек тілінен techne - өнер, шеберлік, Іоgos-ғылым) деген ұғымның алдына қосымша «нано» деген сөздің қосылғанын оңай байқауға болады. «Нано» қосымша (грек тілінен NANOY-қортық, гном) - жалпы бір нәрсенің миллиардтан бір бөлігін ( ) көрсетеді. Мысалы: нанометр- метрдің миллиардтан бір белігі. Салыстыру үшін, 1 нм шаштың қалыңдығынан 100 мың есе аз екендігін айтуға болады
Нанотехнология - белгілі атомдар мен молекулаларға манипуляция жасай отырып, белгіленген атомдық құрылымдық өнімдерді шығару әдістерінің жиынтығы.
Қазіргі техникалық прогресс бұрынғыдан тиімді, әрі жылдам, көлем жағынан шағын машиналар жасауға бағытталған. Мұндай машиналардың соңғы шегін көлемі молекулалардай деп санасақ болады. Машиналар ковалентті байланыспен байланысқан атомдардан құралған, ол өте мықты, тез, әрі шағын, мұндай машиналарды жасаумен және басқарумен молекулалық нанотехнология айналысуда.
Қазіргі таңда нанотехнология жайлы ғалымдар нанотехнология индустриядағы ең төңкерісті сала болады.
Жер бетінде бар, Менделеевтің кестесіне енген химиялық элементтердің барлығы атомдар мен молекулалардан тұрады. Бұлардың мейлінше шағын болатындығы сондай, қарапайым микроскоптармен көру мүмкін емес. Сондықтан да «күні кешеге дейін» осы саланы зерттейтін лабораторияларда арнайы жасалған ең үлкейткіш микроскоптар пайдаланылды. Ал қазір олардың орнын электронды микроскоптар алмастырған.
Нанотехнологияның бірден-бір артықшылығы – наноқұрылғылар наноөлшемдегі энергияны қажет етеді. Осы жерде күн энергиясы – нағыз керектің өзі. Өйткені ол атом энергиясы сияқты өте күшті емес, наноқұрылғылар үшін қажетті энергияның қайнар көзі. Егер күн энергиясын алуды дұрыс дамыта білсе, Қазақстанның электр қуатына деген барлық қажеттілігін өтеуге болады. Мінеки, бүгінгі күннің өзінде тек қана электронды микроскоптар арқылы көруге болатын осынау атомдар мен молекулаларды енді мың есе кішірейткенде алынатын өнім ќандай болатынын ойша көзге елестете беріңіз. Бірақ бір таңғаларлығы мың есе кішірейген жаңа атомдар мен молекулалар өздерінің шыққан тегінен мүлде өзгеше қасиетке ие болады. Айталық, жер бетінде кездесетін уран өзінің ілеспелерінен тазартылады да бейбіт мақсатта қолданылатын энергияны алу үшін одан «уран түймелерінің ќұрастырмасы» жасалады. Мінеки, АЭС реакторларында пайдаланылатын ядролық отын дегеніміз – осы. Мұның өзінен реакторларда бар болѓаны 1,5-3 пайызы ғана жанып, энергия береді. Қалғанын пайдаға асыруға бүгінгі ғылымның қолы әлі жеткен жоқ. Ал осы ураннан атом бомбасын жасау үшін оны әлі де тазартып, ақыр аяғында «плутони» деп аталатын химиялық элемент алынады. Сонда ойлап қараңыз, ураннан атом бомбасын жасайтын элемент алғанға дейінгі жұмыс тізбегі қаншалықты ауқымды?! Егер осы плутонидың өзін мың есе кішірейте алсақ, одан не шығуы мүмкін? Мың есе кішірейген бұл жаңа өнімнің физикалық қасиеті қандай мәнге, мазмұнға ие болады? Жаңа элементтен не аламыз? Мәселен, мұнайды синтездеу арқылы мономерлер мен сорбенттер алатын болдық. Бүгінгі өміріміздегі синтетикалыќ дүниелердің бәрі – осы аталған мұнайдың бергендерінің «сыйы». Синтетикалық талшықтардан жасалған бұйымдар өміріміздің барлық буынына дендеп енді. Тіпті ғарышкерлердің киімі де синтетикалық талшықтан жасалған. Нанотехнологияның бір саласы осындай игілікті өнімдер берері ақиқат
Нанотехнология дегенiмiз — атом. Мәселен, сiздiң көлiгiңiздiң терезесi шаң болады. Ал, нанотехнология әдiсiмен терезе жасауға болады, оған еш шаң жұқпайды. Яғни, атомдарды бiр-бiрiмен жақындастырып орналастырғанда, олардың арасына шаңның да, судың да молекуласы кiре алмайды. Ұшақ жасау үшiн оған темiр, титанды қоспайды, нанотехнологиямен алынған көмiртектi заттарды пайдаланады, ұшақтың салмағы жеңiл болады, әуеде радар ұстамайды, жоғары қысымда жойылып кетпейдi. Медицинада жаңа дәрiлiк заттарды нанотехнология әдiсiмен алсақ, ол тек ауырған жерiңiздi ғана емдейдi. Мәселен, басыңыз ауырса аспирин iшесiз. Оның 50 пайызы ауырғаныңызды басады, ал, 50 пайызы бауырыңызға терiс әсер етедi. Антибиотиктер де солай. Ал нанотехнологиямен барған зат контейнердiң iшiнде болады. Ол ағзаға енiп қан-тамырлар арқылы керектi жердi өзi тауып алып ауырѓан клеткаларды ғана емдейдi. Басқа дене мүшелерiне ешќандай зияны тимейдi.
Қазір ғалымдар тұсауы жаңа кесілген 'нанотехнологияның үш негізгі міндеттерін айқындап алды:
1. Осының көмегіне сүйене отырып, атомдарды өз қалауымызша тікелей орналастыру жүзеге асырылады, яғни ерекше қасиеттерге ие болған материалдар жасалады.
2. Көлемдері жекелеген молекулаларға немесе атомдарға тең белсенді элементтері бар электрондық схемалардың өндірісін ұйымдастыру көзделіп отыр.
3. Ғалымдар көлемі молекулаға тең механизмдер мен роботтар, яғни наномашина жасауды көздеуде.
Жаңа сабақты пысықтау
1. Нанотехнология дегеніміз не?
2. Ал қазіргі кезде көп айтылатын нанороботтар туралы не айтасыз? Мұндай құрылғыларды адамзат қашан пайдалана алады?
3. Бүгінде өндірісте жоғары технологияларды пайдалану туралы көп айтылып жүр. Сіздіңше, Қазақстанның қандай салаларға басымдық бергені жөн?
4. Қазақстандағы нанотехнология ғылымының дамуына қандай баға берер едіңіз?
5. Кейбір ғылым шарықтау шегіне шыққанда оны дұрыс пайдаланбаса, адамзат өміріне қауіп төндіріп жатады. Өте ұсақ бөлшектермен жұмыс жасайтын нанотехнологиядан қандай да бір қатер болуы мүмкін бе?
Өздігінен оқуға тапсырмалар беру: Реферат, Баяндама, Мәнжазба, Глоссарий, Ребус, Сөзжұмбақ.
Өзіндік тапсырмаларды қабылдау уақытымен мерзімін белгілеу: 04.04.2014. жұма
Сабақты қорытындылау
Жаһандану дәуiрiнде наноғылымы мен оның технологиясы осылай кең өрiстеп, өндiрiстi барлық қырынан жаңартып, тиiмдi әдiстерге барынша жол ашты. Бұл жерде тек жаңалық ашып қана қоймай, оның өндiрiске енгiзiлуiн қадағалау, жұмсалынған қаржының мол қайтарым беруiне қол жеткiзу маңызды. Шағын және орта бизнес саласының кәсiпкерлерiне елiмiздегi нанотехнология өскiндерiнiң берерi аз емес. Қазiр Қазақстанда алты компания нанотехнологияның жобасымен жұмыс жасауда. Ал, жаңалыққа құштар ғалымдарымыз болса өздерiнiң iзденiстерi мол табыс әкелген сайын қанаттанып, наноғылымының тұңғиығына қарай ұмтыла түседi.
Егер адамзат нанотехнологияны дұрыс, бейбіт бағытта дамытса біздің әлем гүлденер еді. Нанотехнологиядан қару жасау қаупі бар, егер расында ондай қару жасалса өмір бітті деген сөз, бірақ ондай ойларға бармай біз нанотехнологияны одан ары дамытуымыз керек. Нанотехнологияның жәрдемінде адамзат өмірі қарапайым, мәңгілік бір сөзбен айтқанда керемет болар еді. Қысқасы, нанотехнология адамзат өміріндегі ең төңкерісті жаңалықтардың бірі болды десек, артық айтқандық емес. Ал оның бүгінгісінен болашағы әлдеқайда «жемісті».
Соңғы жарияланған материалдар тізімі
Посетители, находящиеся в группе Гости, не могут оставлять комментарии к данной публикации.
| История открытые уроки по истории |
| Педагогика открытые уроки по педагогике |
| Биология открытые уроки по биологии |
| Информатика открытые уроки по информатике |
| Математика открытые уроки по математике |
| Физика открытые уроки по физике |
| Химия открытые уроки по химии |
| Разное открытые уроки |
| География Открытые уроки по географии |
| русский язык |