CC BY
0ZAMONAVIY TEXNOLOGIYALAR ASOSIDA UGLEROD NANOSTRUKTURALARINI O'STIRISH
1Nurimmatova Madina Yaqubboy qizi, 2Egamberdiyeva Nilufar Nuraddin qizi
1 2Denov tadbirkorlik va pedagogika instituti talabasi https://doi.org/10.5281/zenodo.11114314
Annotatsiya. Ushbu ishda uglerod nanostrukturalarini o'stirishni zamonaviy texnologiyalar ya'ni super kompyuterlar klasteri yordamida kompyuter modelini yasash va ostirish jarayonlarini kuzatish orqali yosl qoyiladigan xatoliklarni bartaraf qilib real tajriba asosida sifatli va smarali nanostrukturalarga ega bolish tadqiq qilingan.
Kalit so'zlar: Uglerod nanostrukturalari, grafen, super kompyuter, fullerin, grafen nano tasmalari, CVD (bug ni qayta cho'ktirish usuli), nikel katalizator, metan gazi.
Абстрактный. В данной работе рост углеродных наноструктур исследовался с использованием современных технологий, то есть с использованием кластера суперкомпьютеров для создания компьютерной модели и наблюдения за процессами роста, исключения допущенных ошибок и получения качественных и эффективных наноструктур на основе реального опыта.
Ключевые слова: Углеродные наноструктуры, графен, суперкомпьютер, фуллерен, графеновые наноленты, CVD (метод повторного осаждения из паровой фазы), никелевый катализатор, газообразный метан.
Abstract. In this work, the growth of carbon nanostructures was researched using modern technologies, i.e. using a cluster of supercomputers to create a computer model and observe the growth processes, eliminating the mistakes made and obtaining high-quality and efficient nanostructures based on real experience.
Keywords: Carbon nanostructures, graphene, supercomputer, fullerene, graphene nanoribbons, CVD (vapor re-deposition method), nickel catalyst, methane gas.
Biz bugungi kunda fan va texnika rivojlanayotgan zamonda yashamoqdamiz. Olimlarimiz juda kichik ya'ni nano o'lchamdagi nanostrukturalar yordamida noyob, aliymuniydan yengil, po'latdan mustahkam materiallar ishlab chiqarishmoqda. Nano degani bu millemetrdan ham million marta kichik degani albatta. Nanostrukturalar yordamida o'ta mustahkam materiallar yaratish mumkinmi? Qanday qilib uglerod nanostrukturalarini o'stirishda qimmatli bo'lgan vaqtni va pulni tejash mumkin? Qandy qilib uglerod nanostrukturalarini o'stirishda qimmatli bo'lgan vaqtni va pulni tejash mumkin? Men hozir shu kabi qiziqarli savollarga javob beraman.
Nanostrukturalarning turlari: fullerin, grafen, naychalar, karbin, grafen nano tasmalari, grafit, uglerod trubkasi, nanonaychalar va hakazo. Bularni turi juda ko'p. Uglerod nanostrukturalari elektronika, energiya, materialshunoslik, biotexnologiya, avtomobilsozlik, nanotexnologiya, tibbiyot va shunga o'xshash sohalarda qo'llaniladi. Bu sohalarda qo'llanishini oddiy grafen misolida yoritib beraman. Grafen o'zi nima? U qanday olinadi?
Grafen bu uglerodlardan tashkil topgan grafit qatlami. Atomlarning joylashishi bir atom qalinligi bo'lgan bir qatlam hosil qiladi. Tabiatda doimiy va mo'l-ko'l grafit shaklida uchraydi. Odam qalamda oddiy shakl grafitidan foydalangan. Bir millimetr grafit u 3 million qatlam grafenni o'z ichiga olishi mumkin.
Grafen elektronika sohasida tranzistorlar, mikrochiplar ishlab chiqarishda, Supero'tkazuvchilar siyohlarni ishlab chiqarishda va boshqalarda qo'llaniladi. Sohasida qayta tiklanadigan energiya quyosh energiyasida bo'lgani kabi foydalanishni kuchaytirishi mumkin. Grafenni ko'proq energiya ishlab chiqarishda ularning samaradorligini oshirish uchun quyosh panellariga kiritishimiz mumkin.
Grafendan foydalaniladigan yana bir sektor avtomobilsozlik sohasidir. U avtonomiyani oshirish va zaryadlash vaqtini qisqartirish uchun batareyalarda ishlatilishi mumkin. Shu tarzda biz elektromobillarning ish faoliyatini yaxshilaymiz. Grafenli batareyalar uzoq umr ko'rish, yaxshi ishlash va arzon narxni va'da qiladi.
Metallurgiyada esa eritilgan grafenga sement qo'shilsa uning mustahkamligi oshadi va yorilish koeffitsiyenti kamayadi. Ko'p xususiyatga ega bo'lgan bu nanostruktura qanday olinadi?
CM4
CK, - C + (gaz)
Grafen
Bu sxemada uglerod nanostukturalarini o'stirishning CVD usulidan ya'ni bug'ni qayta cho'ktirish usulidan foydalanilgan. Bu jarayonda metan gazi qizdirilgan suyuq nikel katalizator ustiga yog'diriladi va undagi uglerod bolmagan kislorod va vadarod gazlari uchib ketadi. Qolgan uglerod esa bir biri bilan birikib oxirida grafen nanostrukturasini hosil qiladi. Bu jarayon uzoq vaqt davom qiladigan va kop mablag' talab qiladigan jarayon hisoblanadi. Bu bitta grafen
nanostrukturasining xususiyatlari va olinish jarayoni endi huddi shunday qolgan nanostrukturalarning ham o'z xususiytalari mavjud. Lekin bu jarayon o'sishning oraliq bosqichlarini tushuntirib berishda ojizlik qiladi shuning uchun biz bu jarayonni kompyuterda modellashtirish orqali kuzatadigan bo'lsak qimmatli vaqtimizni va tajribani hayotga bajarish uchun ketadigan mablag'ni ancha tejagan bo'lamiz. Biz jarayonni kompyuterda modelini yaratib o'sish jarayonini kuzatadigan bo'lsak nanostrukturalarni o'sish jarayonini kichik detallarigacha oganishimiz mumkin. Eng muhimi tajriba jarayonida kuzatiladigan nuqsonlarni uzoq vaqt va pul sarflamasdan oddiy kompyuterdagi modelini to'g'irlash orqali kamchiliklari bartaraf etiladi. Bu jarayonlarni amalga oshirish uchun bizga super kompyuterlar klasteri kerak bo'ladi chunki, bu murakkab jarayon bo'lgani uchun oddiy kompyuterlar amalga oshira olmaydi. Tayyor bo'lgan nanostrukturalarning kompyuterdagi modelini o'rganib chiqgach real tajriba asosida sifatli va samarali nanostrukturalarga ega bo'lamiz.
Foydalanilgan adabiyotlar
1. Kai Nordlung Computational Physics (lecturenotes) 2001.
2. Harvey Gould, Jan Tobochnik, Wolfgang Christian. An introduction to computer simulation methods. Applications to Physical Systems. Pearson education, Inc, publishing as Addison Wesley, 2007
3. Tomas Santner . The Design and Analysis of computer Experiments Berlin: Springer. ISBN 0387-95420-1 (2003)
4. SIMULATING THE BEGINNING STAGES OF GRAPHENE GROWTH TE JURABAEV, EV BAKIROV, UB ULJAEV... - 2023
5. HIGH-INDEX NICKEL COATING FOR GRAPHENE SYNTHESIS T Joraboev, U Oljayev, U Khalilov - MMIT, 2023
