3. Наноаккумуляторлар. Наноаккумуляторлар – 2005 жылдың басында Altair Nanotechnologies компаниясы (АҚШ) литий-ионды аккумуляторлардың электродтарына арналған инновациялық нанотехнологиялық материал жасағаны туралы хабарлады. Li4Ti5O12 электродтары бар аккумуляторлар 10-15 минут уақыт ішінде зарядталады. 2006 жылдың ақпанында компания Индианадағы өз заводында аккумуляторлар шығара бастады. 2006 жылдың наурызында Altairnano мен Boshart Engineering компаниясы бірігіп электромобиль жасау туралы келісім-шарт жасасты.
2
№ 11
дәріс
Наноматериалдарды пайдаланудың болашағы
Қарастырылатын сұрақтар (дәріс жоспары):
1. Нанотехнологияның негізгі міндеттері
2. Нанотехнологияның негізгі қолданылу аясы
3. Нанотехнологияны пайдаланудың болашағы Дәрістің қысқаша мазмұны:
Қазір ғалымдар тұсауы жаңа кесілген нанотехнологияның үш негізгі міндеттерін айқындап отыр:
Біріншіден, оның көмегіне сүйене отырып, атомдарды өз қалауымызша тікелей орналастыру жүзеге асырылады, яғни ерекше қасиеттерге ие болған материалдар жасалады.
Екіншіден, көлемдері жекелеген молекулаларға немесе атомдарға тең белсенді элементтері бар электрондық схемалардың өндірісін ұйымдастыру көзделіп отыр.
Үшіншіден, ғалымдар көлемі молекулаға тең механизмдер мен роботтар, яғни наномашина жасауды көздеуде.
Нанотехнологияның негізгі қолдану аясы: медицина, материалтану, информациялық технология, экология, энергетика, әскери техника, ауылшаруашылығы, космология, авиация, қоршаған ортаны қорғау, робот жасау техникасы, микроскопия, телекоммуникация, құрылыс, машина жасау, сұлулық индустриясы және т.б.
Наномерлік өлшемге келгенде денелердің қасиеттері - электрөткізгіштік, оптикалық сыну коэффиценті, магнитттік қасиеттері, беріктілік, термотұрақтылық елеулі өзгереді. Жаңа қасиетті материалдар негізінде күн батареяларының жаңа түрлері, энергия түрлендіргіштер, экологиялық қауіпсіз өнімдер, жоғары сезгіштік биологиялық датчиктердің шығуы нанотехнологияның қолдану аясының кеңдігін көрсетеді.
Қазіргі кезде материалтануға нанотехнологияны енгізудің негізгі проблемасы жаңа материалдарды алу ғана емес, оларды өңдеу әдістері. Мысалы материалдың кристалдық түйірлерінің өлшемін 10 есе кішірейтетін болсақ, оның беріктілік қасиеті 3 есе жоғарылайды, ал ары қарай кішірейтсек шамадан тыс пластикалық қасиетке ие материалмен ұшырасамыз. Нанотехнология жеңіл, жұқа, берік, қоршаған ортаға байланысты өздерінің қасиеттерін өзгертетін «ақылды» материалдар, өте жоғары және төмен температураға шыдамды космоста пайдаланатын материалдар шығаруға мүмкіндік береді. Күмістің иондарына қарағанда олардың нанобелшектері рак, спид вирустарымен 1000 есе белсенді күреседі екен.
Сонымен қатар нанотехнология көмегімен атомдар мен молекулалардан экологиялық таза өнімдерді өсіру арқылы экологиялық және энергетикалық кризис проблемасын шешуге болады.
Нанотехнологияның микроэлектроникада қолданылуы 1см3-ке 1012 транзистор енгізетін процессордың планарлы түрінен 30 технологиясына көштіреді. Оның көмегімен болашақта компьютер компоненттерінің елшемдерін әрі қарай азайту жоспарланып отыр.
Нанотехнология саласы енді ғана дамып келе жатқанымен, оның жемістері әскери, әуе және космонавтика салаларында баяғыдан бері қолданылып келеді. Бірақ, құпиялық жағдайға байланысты, бұл технология туралы ақпарат тек ғалымдар мен әскер басшыларына ғана белгілі болатын. Кейінгі кездерде алынған нанотехнология нәтижелерін өндірісте (медицина, электроника, ауыл шаруашылығы, машина құрастыру т.б.) көптеп қолдану мүмкіндігінің ашылуына байланысты, алдыңғы қатарлы дамыған мемлекеттерде көптеген зерттеу жұмыстары жүргізілумен қатар, сол зерттеулерге байланысты қолданылатын техникалар өндіріліп жатыр.
Генетика, медицина, клондау, микроағзалардағы бактерияларға әсер ету және машина жасау, электроника, т.б. өндірістерге арналған жаңа материалдар алу, техника мен өндірістің барлық түрлерін жаңа сапа деңгейіне көтеру мәселелерін нанотехнологияны дамыту арқылы ғана шешуге болады.
Нанотехнологиялардың арқасында аса жылдам және жеңіл компьютерлер, жақсартылған теннис доптары, мықты мата, мөлдір күннен қорғайтын кремдер (SРF60), молекулалық сенсорлар мен қатерлі ісікті емдеудің жасушалық әдістерін жасау мүмкіндіктері пайда бола бастады. Қазір нанотехнологиялар жүздеген сауда өнімдерінде қолданылады. Олардың ішінде көптегендері бұрыннан бар технологияларды жақсартудың нәтижесі болды, мысалы, антивандальді беттер, жабыспайтын жамылғылар жасала бастады, бірақ алдағы 10-20 жылдықта бізді нанотехнология негізінде жасалған мүлдем жаңа өнімдер таңғалдыратын болады.
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. Біз оларға дайынбыз ба?
Соңғы уақытта салыстырмалы түрде жақында ғана пайда болған «нанотехнология» термині бәріне таныс. Алайда, біздің өркениетімізге оның келешегі соншалықты күрделі екендігін біле отырып, әсіресе, жастар арасында нанотехнологияның негізгі идеяларын кеңінен тарату керек.
2
№ 12
дәріс
Робот техникасының негіздері, пайдалану салалары, түрлері
2
№ 13
дәріс
Робот техникасының тарихы және болашағы
Қарастырылатын сұрақтар (дәріс жоспары):
1. Робототехниканың туындауына және дамуына ықпал еткен негізгі факторлар
2. Роботтардың жіктемесі:
- автоматты роботтар, автоматты монипуляторлар және роботталған технологиялық кешендер;
- алыстан басқарылатын роботтар, монипуляторлар және технологиялық кешендер;
- жұмыс істеуі адамның қолымен, кейде аяғының қимылымен тікелей байланысты роботтар.
Дәрістің қысқаша мазмұны: Робототехника – бұл роботтарды дизайндеуге, құруға, қолдануға және олармен жұмыс істеуге бағытталған механикалық, электрлік және компьютерлік инженерия элементтері бар пәнаралық сала.
Робот (чех.robot, robota – еріксіз еңбек, rob – құл; чех жазушысы К.Чапек ойлап шығарған сөз, ол алғашқы ұғымында “жұмысқа шебер адам” мағынасында қолданылды) – антропоморфтық (адам тәрізді) әрекеттер, қимылдар жасайтын машина; адам жүрісі мен қимылын еліктететін автоматтандырылған кұрылғы.
Робот ev3
Робот қоршаған әлеммен әрекеттескен кезде адамның (жануарлардың) қызметтері мен іс-әрекеттерін ішінара немесе толық атқарады. Алғашқы роботтар адамның қозғалысы мен сырт пішінін қайталады. Олар ойын-сауық мақсаттарында пайдаланылды. Қазіргі кезде тұрмыстағы көптеген қызметтерді атқаратын, қадағалайтын, мүгедектер мен сәбилерге көмекші, көңілін аулайтын, т.б. роботтар жасалынды, интеллектуалдық роботтар да пайда бола бастады. Робот техниканың дамуы барысында адамдарды бір сарынды ауыр жұмыстардан, жоғары радиациялы, жоғары немесе төмен температура жағдайларындағы және адам қатынауы қиын жерлердегі (су астында, ғарышта) жұмыстардан босататын автоматтық құрылғылар мен механизмдер түрінде жасалып, олар үнемі жетілдіріле түсуде. Мұндай құрылғылар мен механизмдерөнеркәсіптік роботтар деп аталады.
