НАНОКРИСТАЛДАРДЫҢ ТИІМДІЛІГІН БАҚЫЛАУ

Қазақстан Республикасы Кіші Ғылым Академиясы Маңғыстау филиалының ХVI облыстық ғылыми-практикалық конференциясы

Ғылыми жұмыс тақырыбы:

НАНОКРИСТАЛДАРДЫҢ ТИІМДІЛІГІН БАҚЫЛАУ

Жаңаөзен -2015

НАНОКРИСТАЛДАРДЫҢ ТИІМДІЛІГІН БАҚЫЛАУ

Досчанова Айгерім Азатбаевна, Жаңаөзен қ., Маңғыстау облыстық медицина колледжі, «Емдеу ісі» 150 топ студенті.

Ғылыми жетекшісі: Берсиева Мейрим Ерболысовна, І санатты физика пәнінің оқытушысы

Нанотехнология - бұл көзге көрінбейтін аса ұсақ бөлшектерді зерттейтін физиканың саласы. Нанометр дегеніміз бір метрдің миллиардтан бір бөлігі (1нанометр=10^-9 метр). Нанотехнология осындай ауқымды өлшемдермен айналысады.

Зерттеудің мақсаты: ХХІ ғасырдың ең ғажайып технологиясы нанотехнологияның тарихын терең зерттеп, медицина саласында қолданылуы, наномедицина ұғымы мен нанобөлшектердің наноөлшемдегі формациясы туралы ақпаратты молайту. Нанокристалдардың тиімділігін зерттеу.

Зерттеу болжамы: нанотехнология өнімдерінің тиімділігін анықтап, мазмұнын ашу

Зерттеудің өзектілігі: 2050 стратегиясында нанотехтехнология жетінші сын-қатер - үшінші индустриялық революция ретінде көрсетілген өзекті бағыттардың бірі болғандықтан зерттеу нәтижелері мен ақпаратты молайту маңызды.

Зерттеудің жаңалығы: нанотехнология өнімі - күміс нанокристалдарының өсімдікке әсері анықталды.

Зерттеу объектісі: нанотехнология ұғымы, күміс нанокристалдары

Зерттеу әдісі:

Эвристикалық:

• Ғаламтор мәліметтерін жинақтау, сұрыптау

• Нанотехнология туралы ақпараттарды өңдеу

Математикалық: статистика

Эксперименталды:

• Сауалнама жүргізу

• Нанокристалдардың тиімділігін бақылауға бағытталған тәжірибелер:

«Жетінші сын-қатер - Үшінші индустриялық революция.Үшінші индустриялық революция әлемдік нарықтың құрылымы мен қажеттіліктерін бұрынғыға қарағанда мүлде өзгеше технологиялық болмыста цифрлық және нанотехнология, регенеративтік медицина және басқа да көптеген ғылыми жетістіктер қоршаған ортаны ғана емес, адамның өзін трансформациялап, күнделікті ақиқатқа айналады.Біз осынау үдерістердің белсенді қатысушылары болуға тиіспіз» деп 2012 жылғы 14 желтоқсандағы Қазақстан Республикасының Президенті -Елбасы Н.Ә.Назарбаевтың «Қазақстан-2050» стратегиясы қалыптасқан мемлекеттің жаңа саяси бағыты» атты Қазақстан халқына Жолдауында атап көрсеткеніндей қазіргі таңда нанотехнология өзекті, зерттеу мен дамытуды қажет ететін мәселелердің бірі болып саналады.

Зерттеу барысында ғылыми деректермен жұмыс жасап, ғаламтордан мәліметтер жинақталып,сұрыпталды, аударылды, кітапша құрастырылды. Сонымен қатар, сауалнама жүргізілді және нанокристалдардың тиімділігін зерттеу мақсатында тәжірибелік бақылау жұмысы жүргізілді.

Бұл ғылымның пайда болуын 1959 жылы Нобель сыйлығының лауреаты, АҚШ физигі Р.Фейнманның жеке атомдарды манипулятор көмегімен қозғалту мүмкіндіктері туралы жасаған баяндамасымен байланыстырады. Нанотехнология терминін қолданысқа алғаш рет 1974 жылы жапон физигі Норио Танигути енгізген. Ричард Фейнман нанотехнологияның негізгі бағыттарын атап көрсетті. Бұл кез келген ақпараттың асатығыз жазбасы мен сақталуы, өте кіші (миниатюралық) компьютерлер, атом деңгейінде құралдар жасау. Бұл миниатюралық компьютерлер атом деңгейіне дейін кішірейгенде тікелей адам ағзасының ішінде ота жасау мүмкіндігі. «...егер хирургты жұтып қоятын болсақ хирургия үшін өте қызық болар еді. Сіз механикалық хирургты қан тамырларына енгізесіз, ал ол жүрекке қарай өтіп оны ішкі жағынан «қарайды», емдейді....» деп айтқан еді Фейнман.

Наномедицина - қолданбалы жобалар мен ғылыми зерттеулердің арнайы саласы. Оны ғылыми қызметкер Роберт Фрейтас сипаттап тұжырымдады. Ол ұсынған жүйе негізінен нанотехнологияның әдістері мен техникаларын адамды емдеу, жасарту мақсатында қолдану, тұтастай алғанда биологиялық ұзақ жасауға жол бастайды.

Наномедицина саласы - адам өмірінің ұзақтығын анықтайтын ауруларды диагностикалау және емдеудің нанотехнологиялық жолдарын нақты экспериментальды зерттеу және адам ағзасын қаншалықты қорғап, оны аурулардан емдеуге болатынын түсіну мақсатында күрделі құрылымдарды жасауды жалғастыру болып табылады.

Медицинадағы нанобөлшектерді екіге бөліп қарастыруға болады: нанокапсулалар (наноқабықшалар) және кванттық нүктелер. Дәрілері бар нанокапсулаларды эритроциттер мен бактериялар тасымалдайды. Бұл саладағы экспериментальды жұмыстардың негізгі бағыты наноөлшемдегі бөлшектерді кеңінен қолдану болып есептеледі. Ғалымдар көлемі молекулаға тең механизмдер мен роботтар, яғни наномашина жасауды көздеуде. АҚШ-та Нью-Йорк университетінде нанороботтардың компьютерлік моделі жасалды. Олар адам ағзасының зат алмасу процесін реттеп, иммунитетті қалыптастырып отырады. Кейбіреулері өз бетімен обыр ісігіне шалдыққан жасушаларды тауып жоя алады деп жобалануда.

Табиғи қоршаған немесе техногенді ортадан ақпарат алатын ақпараттық машиналардың ерекше класы.- наносенсорлар деп аталады. Қатерлі ісік және жалпы ісіктерді диагностикалауда ісіктердің белгілі бір түріне сәйкес ақуыздар кешенін детектрлейтін құрылғы қолданылады. Тиімді диагностика мен емдеу, қалпына келтіру регенерациялау шараларында қолданылады. Қазіргі таңда жасанды нанотерісі бар әлем бойынша жалғыз адам бар. Ол Японияда тұратын 13 жасар қыз. Ауыр сүйек дертіне шалдығып бет терісінің қабаты зақымданғандықтан нанотерімен ауыстырылған.

Сауалнама. медициналық мамандықта оқитын студенттердің, 15-35 жас, 35 жастан жоғары аралықтағы жоғары әртүрлі мамандық иелерінің қызығушылығын анықтау. Сауалнамаға 15-25 жас аралығында 96 адам, 25 тен жоғары 91 адам қатысты.

Сауалнама нәтижесі бойынша 25-35 жас аралығындағы қатысушылар ең жоғарғы 81,3%, ең төменгі көрсеткіш 35-тен жоғары жастағылар 69,2% көрсетті. Жүргізілген сауалнама нәтижелері зерттеудің тәжірибелік бөлімінің қажеттілігін туғызды, яғни №1 сауалнама нәтижесі орташа «ұғыммен таныстығы» 76 % көрсетті, бұл ақпаратты молайту қажеттілігін туғызды және ғылыми жетекшіміз, Ақтөбе қаласынан Қ.Жұбанов ат.АМУ доценті, физика ғылымдарырың кандидаты Нұрмановтың пікірі негізінде кітапша шығарылды. № 2 сауалнама нәтижесі нанокристалдардың сүзгіде болатындығы, тиімділігі бойынша орташа 46% құрады.

Біз күнделікті өмірде байқамаймыз. Нанотехнология өнімдері біздің айналамызда, мысалы, нанокристалдары бар тіс пасталары, нанокристалдары бар су фильтрлері, наноөлшемді хош иіс атомдары бар иіссулар, темір нанокристалдарымен қапталған асхана жабдықтары, бұл тізбекті әрі қарай жалғастыра беруге болады.

Қазіргі таңда нанотехнологияның қолжетімді өнімдерінің бірі су тазартқыш фильтрлер болып отыр, олардың құрамында күміс нанокристалдары бар. Олар суды хлор мен құбыр қалдықтарынан тазартып қана қоймай бактериялардан залалсыздандырады. Сонымен қатар, фильтрден өткеннен кейін судың пайдалы минералдары өз бойында қалады. Осы нанокристалдардың тиімділігін анықтау мақсатында 2 бақылау тәжірибесі жасалды.

№1 тәжірибе: Нанокристалды фильтрден тазартылған су құйылған үй өсімдігінің өсу қарқындылығын анықтау. 1.01.2015 -1.02.2015 аралығында өсімдік ағзасындағы өзгерістерді тіркеп, күнделік жүргізілді, нәтижесі талданды. Тәжірибе нәтижесі: №1 тәжірибе нанокристалдары бар сүзгіден өткізілген су мен құбыр суы, тазартылған дайын құтыдағы сумен салыстыру нәтижелері өсімдіктің өсуімен бағалағанда жапырақтар саны бойынша 33 пайыз, биіктігі бойынша 51 пайыз құрады. Өсу қарқындылығы 42 % артқандығы байқалды. Жапырақтары ауқымды жиі болып өсті. Зерттеу жұмысының қорытындысы: өсімдіктерге әсерінің тиімділігін көре отырып, өсімдік тірі ағза және тыныс алу, зат алмасу жүйелері бар болғандықтан, адам ағзасына пайдалы деп тұжырымдауға болады.

№2 тәжірибе: Нанокристалды фильтрден тазартылған су пайланғаннан соң қандағы жасуша деңгейіндегі өзгерісті анықтау. 01.12.2012 - 31.01.2013 аралығында 1 ай құбыр суы мен 1 ай фильтрленген су пайдаланудан соң жалпы қан анализін тапсыру салыстыру, электронды микроскоппен жасушадағы өзгерісті бақылау, нәтижелерді салыстыру. Тәжірибе нәтижесі: жалпы қан анализ көрсеткіштері қалыпты жағдайды көрсеткенімен, негізігі көрсеткіштердің жақсарғанын, қан үлгісін электронды микроскоппен қарағанда қан плазмасындағы жасуша аралық және жасуша ішіндегі әртүрлі микроорганизмдердің және «шлактардың» ығыстырылуы байқалды. Зерттеу жұмысының қорытындысы: күміс нанокристалдары арқылы суды тазалау адам ағзасына пайдалы деп тұжырымдауға болады.

2003 жылдан бастап нанотехнологиялар саласындағы зерттеулер Қазақстандағы iргелi зерттеулер бағдарламасының басымдықтары болып табылады. Қазақстанда биылдың өзінде индустрия және сауда министрлігінің мәліметінше тендер бойынша 10 университетке зертхана ашуға 200 млн тенге ақаша бөлінді. Қазақстанда 5 сала бойынша жұмыс жасайтын толық жабдықталған ірі 5 зертхана салынбақ. Олар бионанотехнология, ғарыш, ядролық, кен байыту және ақпараттық технологиялар зертханалары. Жалпы алдағы 8 жылға өнеркәсіптік технологияларды дамытуға 1 млрд. доллар қаржы бөлінеді деп жоспарлануда. Оның 15 % бионанотехнологияға бөлінеді.

Сонымен қорытындылай келе, наномедицина:

1. Жаңа дәрілер мен препараттарды жасауды жеделдетуді қамтамасыз ететініне;

2. Дәрілік құралдарды ауру ошағына жоғары тиімділікпен жеткізу формалары мен тәсілдерін жасайтынына;

3. Диагностиканың жаңа құралдарын жасауға мүмкіндік беретініне;

4. Ағзаға зақымданусыз ота жасау мүмкіндігін туғызатынына;

5. Қазіргі таңдағы қолжетімді өнімі, күміс нанокристалдары бар филтьрлердің пайдалылығына көз жеткіздік.

Менің ұсынысым:

1. Ақпаратты молайту, ғылыми еңбектер мен оқулықтар шығару

2. Арнайы медициналық пәндерде наноөлшемдегі ұғымдарды меңгерту мақсатында медициналық мамандықтардың МЖМС-та пән ретінде енгізу

3. 3. Нанотехнологияның қол жетімді өнімдерін медицинада қолдану тәсілдерін және тиімділігін меңгерту

Мен баяндамамды Роберт Фейнманның мына сөзімен аяқтағым келеді: «Егер менен ғылымның қай саласы жарқын болашағымызды қамтамасыз етеді деп сұраса, мен нанотехнологияны атар едім».

Пайдаланылған әдебиеттер мен ресурстар:

1. Алфимова М.М. Занимательные нанотехнологии. - М.: Бином, 2011. - С. 96.

2. Головин Ю.И. Наномир без формул. - М.: Бином, 2012. - С. 543.

3. Гудилин Е.А. и др. Богатство наномира. Фоторепортаж из глубин вещества. - М.: Бином, 2009. - С. 176.

4. Деффейс К., Деффейс С. Удивительные наноструктуры / пер. с англ.. - М.: Бином, 2011. - С. 206.

5. К. Жоаким, Л. Плевер. Нанонауки. Невидимая революция. - М.: КоЛибри, 2009. Глава из книги

6. nano-info.ru/post/34, portalnano.ru/read/kadr, mma.ru/article/id45256

7. C.Б. Нестеров. Нанотехнология. Современное состояние и перспективы. «Новые информационные техноло-гии». Тезисы докладов XII Международной студенческой школы-семинара-М.: МГИЭМ, 2004, 421 с., с.21-22.

8. И.В. Артюхов, В.Н. Кеменов, С.Б. Нестеров. Нанотехнологии, биология и медицина. Материалы 9-й научно-технической конференции «Вакуумная наука и техника»-М.: МИЭМ, 2002, с. 248-253

9. Интернет мәліметтері.