Әлемдегі ғылым

Төмен өлшемді жартылай өткізгіш материалдардың басқарылатын синтезінің тиімді әдістерін жасау

28.02.2024

364


Фото: ашық көздерден алынды 

Қ. Сәтбаев атындағы Қазақ ұлттық техникалық зерттеу университетінің ғалымдары жоғары фотокаталитикалық белсенділігі бар мырыш оксиді негізіндегі аз өлшемді жартылай өткізгіш материалдарды бақыланатын синтездеудің тиімді әрі арзан әдістерін әзірледі.  

Сенсорлық биоаналитикалық наноқұрылымды материалдарды жасау биоинженерия саласын айтарлықтай өзгертіп, кеңейтті. 

Әртүрлі пішіндегі наноматериалдар, соның ішінде бір немесе құрама құрылымдар, айтарлықтай әртүрлі қасиеттерге ие болуы мүмкін. Материалдардың функциялары мен сипаттамалары биомолекулалардың жоғары селективтілігі мен талдауын қамтамасыз ету үшін оңтайландырылуы мүмкін. Сонымен бірге биомолекулалардың өзара әрекеттесуін наноөлшемді компоненттер арқылы молекулалық жағынан тану биосенсорлардың жоғары сезімталдығын қамтамасыз етеді. 

Наноқұрылымды металл оксидтері дайындау қарапайымдылығы, синтезін бақылау мүмкіндігі, биоүйлесімділігі, каталитикалық және оптикалық қасиеттері, химиялық тұрақтылығы, тұрақты адсорбциялық қабілеті және электронды тасымалдау кинетикасы сияқты сипаттамаларына байланысты сенсорлық құрылғыларды жасау тұрғысынан сұранымға ие болып отыр. 

Наноқұрылымдық ZnO морфологиялық аспектілеріне арналған зерттеулер барысында оның құрылымының кішігірім ақаулары бар жоғары кристалдылығы, сонымен қатар синтез температурасының төмендігі анықталды. Сонымен қатар, материалды жылдам, тұрақты және сенімді сенсорлық құрылғыларды әзірлеу үшін пайдалануға мүмкіндік беретін ол жоғары электр өткізгіштікке ие. 

Белсенді фотокаталитикалық материалдарды жасау саласындағы өзекті мәселе – улы реагенттер мен еріткіштерді қолданбай әртүрлі морфологиясы бар наноөлшемді мырыш оксидтерін бақыланатын синтездеудің экологиялық таза әдісін жасау.

Сәтбаев университетінің зерттеушілері ұсынған ZnO NPs синтезінің әдісі қарапайым, үнемді және күрделі қымбат жабдықты, қыздыруды немесе күйдіруді қажет етпейді. Ол қарапайымдылығымен, төмен құнымен, жоғары өнімділігімен, қайта пайдалануға жарамдылығымен және алынған өнімнің тамаша өнімділігімен ультракүлгін сәулелену кезінде органикалық ластаушы заттардың ыдырауы үшін жоғары белсенді ZnO фотокатализаторларын кеңінен өндіруге жарамды. 

Жобаны жүзеге асыру барысында мырыш оксидінің наноөлшемді үлгілерін және оның негізіндегі наноқұрылымды композиттерді (ZnO-CuO, ZnO-GO) синтездеу үшін арзан әдістердің технологиялық режимдері әзірленді және оңтайландырылды. Синтезделген жартылай өткізгіш наноматериалдардың физикалық-химиялық және фотокаталитикалық қасиеттері зерттелді. Синтезделген материалдар негізінде биомолекулалардың нано/пикомолярлық концентрацияларына жететін мақсатты аналиттерді жылдам анықтау, жоғары сезімталдық, селективтілік және тиімді биосенсорлардың прототиптері жасалды. 

Қазақстандық ғалымдар ұсынған жоғары меншікті беттік ауданы бар ZnO наноөзекті биосенсорлардағы глюкоза оксидазасын иммобилизациялау үшін тамаша платформа болып табылады. CD44 ақуызын анықтауға арналған ZnO негізіндегі талшықты-оптикалық биосенсор ұсынылған. Өнертабысқа Қазақстан Республикасының патенті алынды. Оқу үдерісіне зерттеу нәтижелерін енгізу актісі алынды. 

Ұсынылған технологиялар негізінде жасалған сезімталдығы жоғары биоаналитикалық құрылғылар медицинада, сенсорлық электроникада, қоршаған ортаның жай-күйін бақылау, тамақ өнеркәсібі өнімдерінің сапасын бақылау үшін сұранысқа ие. 

«« | »»
Соңғы жаңалықтар