နာနိုတက္ကနော်လော်ဂျီ

Wikipedia မှ
ဤနေရာသို့သွားရန် - အ​ညွှန်း​, ရှာ​ဖွေ​ရန်​

နန်နို-နည်းပညာ သည် အလွန့်အလွန်သေးငယ်သောဒြပ်ပစ္စည်း Nanoparticles တို့ကို လေ့လာသည့် သိပ္ပံ ဘာသာရပ် ဖြစ်ပေသည်။

မာတိကာ

နာနိုအတိုင်းအတာ[ပြင်​ဆင်​ရန်​]

နန်နို Nano သည် တစ်-နန်နိုမီတာ (၁၀ ၏ ထပ်ညွှန်းကိန်း အနုတ် ၉ မီတာ) အတိုင်းအတာကို ကိုယ်စားပြုပေသည်။ တစ်-နန်နိုမီတာသည် (Millionth of a Millimetre (ဝါ) About One Eighty Thousandth the Width of a Human Hair) နှင့်ညီမျှပေသည်။ နန်နို-ဒြပ်ထုပစ္စည်း nanoparticles တို့သည် သေးငယ်သော်လည်း ၎င်းတို့၏ ကိုယ်ပိုင်ဂုဏ်သတ္တိများ (Their Unique Properties) , (ရုပ်ပိုင်း၊ ဓါတ်ပိုင်း)မှာ အံ့ဩဖွယ်ကောင်းလှပေသည်။

အရောင်နှင့် ပုံပန်းသဏ္ဍန်[ပြင်​ဆင်​ရန်​]

၎င်းတို့၏ အရောင်(Luster, color of particles in colloidal)မှာ ၎င်းတို့၏ အရွယ်နှင့်ပုံပန်းသဏ္ဍန်(Size and Shape) ပေါ်မူတည်၍ အမျိုးမျိုးပြောင်းလဲ တတ်ကြပေသည်။ ဥပမာ- Gold-နန်နို ဒြပ်ထု (Gold Nanoparticles) ၏ အရောင်(Luster, color of colloidal)သည် အနီ(Red)၊ အပြာ(Blue)၊ အပြာနု(Light Blue) စသည်ဖြင့် အမျိုးမျိုး ရှိနိုင်ပေသည်။ နန်နို-ဒြပ်ပစ္စည်းတို့သည် အလွန်ပေါ့ပါးခြင်း၊ အပူစီးကူးမှုကောင်း ခြင်း၊ လျှပ်စီးမှုကောင်းခြင်းတို့မှာ မူလသတ္တု၏ဂုဏ်သတ္တိထက် များစွာသာလွန်ပေသည်။ ၎င်းဒြပ်ပစ္စည်း ထုတ်လုပ်မှု့ကြောင် ့ ဖြစ်ပေါ်လာမည့်ဆိုးကျိုးမှာလည်း လက်ရှိလေ့လာစမ်းသပ်ချက်များအရ ပြောပလောက်အောင် မတွေ့ရသေးချေ။

အသုံးချမှုများ[ပြင်​ဆင်​ရန်​]

၎င်း၏ထူးကဲကောင်းမွန်သော ဂုဏ်သတ္တိများကြောင့်၊ ၎င်း၏ဂုဏ်သတ္တိအမျိုးမျိုးကိုလိုက်၍ နယ်ပယ်အသီးသီးတွင်-တွင်ကျယ်စွာဖြင့် တွေးတောကြံဆ အသုံးပြုလာ ကြပေသည်။ အထူးသဖြင့် အီလက်ထရောနစ်နယ်ပယ်၊ ဆေးပညာနယ်ပယ်၊ သတင်းနှင့်နည်းပညာဆိုင်ရာနယ်ပယ်၊ စွမ်းအင်ထိန်းသိမ်းရေးကဏ္ဌဆိုင်ရာနယ်ပယ်၊ မျိုးဗီဇဆိုင်ရာနယ်ပယ်တို့တွင် အောင်မြင်စွာဖြင့် ကျယ်ကျယ်ပြန့်ပြန့် အသုုံးချလျှက်ရှိနေသည်မှာ ဆယ်စုနှစ်ခန့်ပင်ရှိပေပြီ။ ယနေ့လက်ရှိကမ္ဘာတွင်လည်း အစိုးရအသီးသီးနှင့် ပုဂ္ဂလိကစီးပွားရေးအဖွဲ့အစည်း အမျိုးမျိုးတို့သည်လည်း နန်နိုနည်းပညာ(Nanotechnology)ဖွံ့ဖြိုးရေးနှင့်၊ ၎င်းဒြပ်ပစ္စည်းကို အကျိုးရှိရှိထိရောက်စွာ အသုံးချနိုင်ရေး တို့အတွက်ရည်ရွယ်၍ တစ်စထက်တစ်စတိုး၍ ရင်းနှီးမြှုပ်နှံမှု့များ ပြုလုပ်လာနေကြပေသည်။ အမှန်စင်စစ်အားဖြင့် နန်နိုနည်းပညာ (Nanotechnology)သည် မျက်မှောက်ခေတ်သိပ္ပံနယ်ပယ်တွင် နှစ်လိုဖွယ်အကျိုးဖြစ်ထွန်းမှု၊ အံ့မခန်းသောဒြပ်ပစ္စည်းအသစ်များ ရှာဖွေတွေ့ရှိမှုတို့နှင့် အတူယှဉ်တွဲလျှက် ကျွန်ုပ်တို့မှီတင်းနေထိုင်ရာ ဤကမ္ဘာလောကကြီးအတွက် အမှန်တကယ်အကျိုးကျေးဇူးရှိသည့် ဆိုးကျိုးအနည်းဆုံးသော နည်းပညာသစ်တစ်ရပ် ဖြစ်သလောဆိုသည့် မေးခွန်းနှင့်လည်း ရင်ဆိုင်နေရဦးမည် ဖြစ်ပေသည်။

အက်တမ်, ဒြပ်ပစ္စည်း အခြေခံသဘောတရားများ[ပြင်​ဆင်​ရန်​]

နန်နိုသိပ္ပံနှင့်နန်နိုနည်းပညာ Nanoscience and Nanotechnology ၏သဘောကို နားလည်သဘောပေါက်ရန် ၎င်း၏အရေးပါပုံကို နိဒါန်းအနေနှင့် ဖေါ်ပြပြီးနောက် ဒြပ်သတ္တုပစ္စည်းများ၏ တည်ဆောက်ပုံနှင့်ဂုဏ်သတ္တိများကို အခြေခံကျကျနား လည်သဘောပေါက်ရန်အတွက် အက်တမ်များ၏ ဖွဲ့စည်းတည်ဆောက်ပုံကို ဖော်ပြပါမည်။ ထို့အပြင် ဒြပ်သတ္တုပစ္စည်းများ၏ သဘာဝရုပ်အခြေအနေများ၊ အက်တမ်များပုံဆောင်ခဲအဖြစ်ဖွဲ့စည်းတည်ဆောက်ပုံ၊ ၎င်းတို့၏ပုံဆောင်ခဲငြမ်းများအကြောင်းကိုလည်း ဆက်လက်ဖော်ပြပေးပါမည်။ နန်နိုနည်းပညာနယ်ပယ်၌ အချိန်နှင့်တပြေးညီပင် အသစ်၊ အသစ်သောဒြပ်ပစ္စည်းများပေါ်ထွက်လျှက် ရှိုပေသည်။ ထို့ကြောင့် ၎င်းတို့နှင့်ပတ်သက်သော သိပ္ပံပညာရပ်ကိုသိရှိနားလည်ရန်၊ သိပ္ပံနည်းကျကျလေ့လာအသုံးပြုနိုင်ရန်နှင့် အသုံးပြုနေစဉ်ဖြစ်ပေါ်တတ်သော ၎င်းတို့၏အပြုအမူကို ချုပ်ကိုင်ထားသည့်အချက်များကို နှံ့နှံ့စပ်စပ်သိရှိထားရန် အထူးလိုအပ်လှပေသည်။

အက်တမ်(အနုမြူ)များ, Atoms[ပြင်​ဆင်​ရန်​]

အားလုုံးသော အရာဝတ္ထုများကို အက်တမ်(အနုမြူ)များဖြင့် ဖွဲ့စည်တည်ဆောက်ထား၏။ အက်တမ်တစ်ခုစီ၏အလယ်ဗဟို၌ လျှပ်စစ်အဖိုဓာတ်ဆောင်သော ပရိုတွန် (Protons)နှင့် ဓာတ်မဲ့ နြူထရွန် (Neutrons)တို့ ပေါင်းစပ်ပါဝင်သော အလေးချိန်စီးသည့် အမြုတေ (Nucleus) တစ်ခုစီပါရှိပြီး ၎င်းသည်လျှပ်စစ်အဖိုဓာတ်ကိုဆောင်၏။ ဤအမြုတေ(Nucleus)ကို လျှပ်စစ်အမဓာတ်ဆောင်သော တစ်ခုသို့မဟုတ် တစ်ခုထက်ပို၍များသည့် အလွန်သေးငယ်သော အီလက်ထရွန်များက မိမိတို့၏ပါတ်လမ်းအတိုင်း အဆက်မပြတ် လည်ပတ်၍ဝန်းရံထား၏။ အကြောင်းမှာ အမြုတေရှိ အဖိုဓာတ်နှင့် ၎င်းအားပတ်လမ်း အတိုင်းလှည့်ပတ်နေသော အီလက်ထရွန်အမဓာတ်တို့သည် အပြန်အလှန်ခိုင်မြဲစွာ ဆွဲငင်နေကြသောကြောင့်ဖြစ်ပေသည်။ အချို့သောအီလက်ထရွန်များသည် အမြုတေ ၏အနားမှ နီးကပ်စွာလှည့်ပတ်၍၊ အချို့မှာအမြုတေနှင့်ပို၍ဝေးသည့် နေရာများမှလှည့်ပတ်လျှက် ရှိနေကြ၏။ အီလက်ထရွန်ပတ်လမ်း၏ ပျမ်းမျှအချင်းသည် ၁၀-၈ စင်တီမီတာ (၁/၁၀ဝ၀ဝ၀ဝ၀ဝ စင်တီမီတာ ) ခန့်ရှိ၏။ ပရိုတွန်နှင့်နှိုင်းစာပါက အီလက်ထရွန်များ၏ အလေးချိန်သည် ပြောပလောက်အောင်မရှိပေ။ အရွယ်ပမာဏအားဖြင့် အမြုတေ(Nucleus)သည် (ပျမ်းမျှ ၃×၁၀-၁၅ မီတာ) ရှိ၍၊ အက်တမ်(Atom)မှာ (ပျမ်းမျှ ၃×၁၀-၁၀ မီတာ) ရှိပေသည်။ သို့ဖြစ်ခြင်းကြောင့် ပတ်လမ်းတစ်ခုရှိ အီလက်ထရွန်တစ်လုံးသည် အမြုတေ(Nucleus)ကို တိုက်မိရန်အခွင့်အရေးမှာ ဖြစ်နိုင်ချေအားဖြင့်(သုည၊ zero ဖြစ်ပေလိမ့်မည်) မရှိပေ။

အက်တမ်တစ်ခု၏ ဖွဲ့စည်းတည်ရှိနေပုံမှာ ချုံ့ထားသောနေစင်္ကြာဝဠာနှင့် ပုံသဏ္ဍာန်ဆင်တူလှပေသည်။ နေစင်္ကြာဝဠာတွင်လည်း ဂြိုလ်များသည် မိမိတို့၏ပါတ်လမ်းအတိုင်း အကွာအဝေးအမျိုးမျိုးမှ နေကိုပါတ်၍သွားသကဲ့သို့ အက်တမ်တစ်ခုတွင်လည်း အလယ်ဗဟိုရှိအမြုတေကို အီလက်ထရွန်များက မိမိတို့၏ပါတ်လမ်းအတိုင်း ဦးတည်ချက်အမျိုး မျိုးနှင့် လှည့်ပတ်နေကြ၏။ ဤအချက်ကို ထောက်ရှု့ခြင်းအားဖြင့် အက်တမ်တစ်ခုသည် လုံးဝန်း၍အသားပြည့်နေသော အစိုင်အခဲမဟုတ်ပဲ ၎င်းအတွင်းရှိ နေရာအများစုမှာ မည်သည့်အရာမျှမရှိသော လေဟာနယ်သာဖြစ်ကြောင်းကို အလွယ်တကူ သိရှိနိုင်ပေသည်။

အက်တမ်တစ်ခု၏အမြုတေတွင် ပရိုတွန်များ(Protons)နှင့် နြူထရွန်များ(Neutrons)ပါရှိ၏။ ပရိုတွန်များသည် လျှပ်စစ်အဖိုဓာတ်ဆောင်ပြီး၊ နြူထရွန်များမှာ လျှပ်စစ်ဓာတ်ပြယ်(Neutral)ဖြစ်ကာ အလေးချိန်အားဖြင့်မူ ထပ်တူထပ်မျှဖြစ်ပေသည်။ အဘယ်ကြောင့်ဆိုသော် နြူထရွန်များသည် အဖိုဓာတ်ရှိသော ပရိုတွန်တစ်ခုနှင့် အမဓာတ်ရှိသော အီလက်ထရွန်တစ်ခုတို့ ပေါင်းစပ်ဖွဲ့စည်းထားသောကြောင့်ဖြစ်၏။

အက်တမ်တစ်ခုအတွင်းရှိ အီလက်ထရွန်များသည် မိမိတို့၏ပတ်လမ်းများအတိုင်း အလွှာလိုက်တည်ရှိ ရွေ့လျှားနေကြ၏။ ဤပတ်လမ်းအလွှာများကို ဝန်းရံလွှာ(Shell) များဟု ခေါ်ကြ၏။ ဝန်းရံလွှာများတွင်ပါရှိသော အီလက်ထရွန်အရေအတွက်၊ ၎င်းတို့၏စီစဉ်တည်ရှိပုံ၊ အီလက်ထရွန်များမိမိဝန်ရိုးပေါ်တွင်လည်ပတ်ပုံလည်ပတ်နည်းနှင့် အဖိုဓာတ်ရှိ သောအမြုတေတို့ မည်သို့ပေါင်းစပ်ဖြစ်ပေါ်သည် စသည်တို့အပေါ်မူတည်၍ အက်တမ်၏အမျိုးအစားနှင့် ၎င်း၏ဝိသေသတို့ကိုဆုံးဖြတ်နိုင်သည်။

အက်တမ်တစ်ခုအတွင်း၌ရှိသော ဝန်းရံလွှာတစ်ခုစီတွင် အီလက်ထရွန်များသည် သတ်မှတ်ထားသောအရည်အတွက်ထက်ပို၍ မပါဝင်နိုင်ပေ။ ဝန်းရံလွှာအားလုံးတွင်ပါရှိသော အီလက်ထရွန်အားလုံး၏ စုစုပေါင်းအရေအတွက်သည် အက်တမ်နံပါတ်၊ အက်တမ်အမှတ်စဉ်(Atomic Number) နှင့်အတူတူပင်ဖြစ်၏။ ဥပမာအားဖြင့် ဟိုက်ဒရိုဂျင်၏ အက်တမ်နံပါတ်သည် (၁) ဖြစ်၏။ ထို့ကြောင့် ၎င်းတွင် အမြုတေ၌ ပရိုတွန်(၁)လုံးနှင့် ဝန်းရံလွှာ၌အီလက်ထရွန်(၁)လုံးသာ ပါရှိလေ၏။

အက်တမ်၏ဒြပ်ထုအလေးချိန်(Atomic Mass)သည် ၎င်း၏အမြုတေပေါ် များစွာမူတည်၏။ ပရိုတွန်နှင့် နြူထရွန်တစ်ခုစီတို့၏ ဒြပ်ထုအလေးချိန်သည် ၁.၆၇ × ၁၀-၂၄ ဂရမ်ဖြစ်၏။ အီလက်ထရွန်မှာမူ ၉.၁၁ × ၁၀-၂၈ ဂရမ်သာဖြစ်၏။ ဤကိန်းဂဏန်းနှစ်ခုကို ယှဉ်၍ကြည့်ပါက အီလက်ထရွန်၏ဒြပ်ထုသည် ပရိုတွန်၊ နြူထရွန်တို့နှင့် နှိုင်းစာပါက ပြောပလောက်အောင်မရှိပေ။ အလွန့်အလွန် သေးငယ်၏။ ထို့ကြောင့်အက်တမ်တစ်ခု၏ဒြပ်ထုသည် ၎င်းအက်တမ်အမြုတေ၏ဒြပ်ထု (ပရိုတွန် + နြူထရွန်များ အရေအတွက်၏ ဒြပ်ထု) နှင့်ညီမျှလေသည်။

အက်တမ်များပေါင်းစည်းခြင်း (Atomic Bonding)[ပြင်​ဆင်​ရန်​]

အက်တမ်များသည် တစ်ခုနှင့်တစ်ခု ပေါင်းစပ်ဖွဲ့စည်းကြရာ၌ အခြေခံဖြစ်စဉ် (Mechanism) လေးမျိုးဖြင့် ပေါင်းစပ်ဖွဲ့စည်းကြ၏။ ၎င်းလေးမျိုးမှာ- (၁) သတ္တုစည်း (Metallic Bond) (၂) ဖက်စပ်စည်း (Covalent Bond) (၃) အိုင်းယွန်းနစ်စည်း (Ionic Bond) နှင့် (၄) ဗင်ဒါဝါးလ်စည်း (Vander Waal’sBond) (ဝါ) ထပ်ဆင့်စည်း (Secondary Bond) တို့ဖြစ်ကြ၏။

(၁) သတ္တုစည်း (Metallic Bond)[ပြင်​ဆင်​ရန်​]

အက်တမ်များတွင် အမြုတေအား ဝန်းရံလှည့်ပတ်နေသော ဝန်းရံလွှာရှိ အီလက်ထရွန်များသည် ဒြပ်စင်တို့၏ ဂုဏ်သတ္တိများနှင့် ထူးခြားသည့်ဝိသေသတို့ကို အဆုံးအဖြတ်ပေးရာတွင် အဓိကနေရာမှ ပါဝင်၏။ အက်တမ်၏အပြင်ဘက်ဆုံး ဝန်းရံလွှာရှိအီလက်ထရွန်ကို ဗေးလင့်အီလက်ထရွန် (Valence Electron) ဟုခေါ်ဆို၏။ ၎င်းဗေးလင့်အီလက်ထရွန်များသည် ဒြပ်စဉ်၏ဓါတုဗေလင်စီ (Chemical Valency) မည်မျှဖြစ်သည်နှင့် ဒြပ်စင်တစ်ခုနှင့်တစ်ခုမည်သည့်အချိုးနှင့် ပေါင်းစည်းပြီး မည်ကဲ့သို့သောဓာတုဒြပ်ပေါင်း (Chemical Compound) ဖြစ်ပေါ်မည်ကိုလည်းဖော်ညွှန်း၏။ ဒြပ်စင်အချို့၏အက်တမ်များသည် ၎င်းတို့၏အပြင်ဘက်ဆုံးအလွှာရှိ အီလက်ထရွန်များကို အခြားအက်တမ်တစ်ခုသို့ ပေးလိုက်ခြင်းအားဖြင့် လျှပ်စစ်အဖိုဓာတ်ကဲသောအိုင်းယွန်း (Positive ion) များဖြစ်လာကြ၏။ အီလက်ထရွန်ကို ရယူလိုက်သောအခြားအက်တမ်မှာမူ လျှပ်စစ်အမဓာတ်ကဲသောအိုင်းယွန်း (Negative ion) ဖြစ်လာ၏။ သတ္တုအစိုင်အခဲများတွင်မူ ဗေးလင့်အီလက်ထရွန်များသည် အက်တမ်တစ်ခုမှတစ်ခုသို့ ပေးခြင်းယူခြင်းမပြုကြချေ။ သတ္တု၏အဖိုအိုင်းယွန်း၏ဘေးပတ်လည်တွင် ဘုံအဖြစ်လွတ်လပ်စွာ သွားလာလှုပ်ရှားခြင်းပြုကြ၏။ ဤကဲ့သို့ဖြစ်ပေါ်လာသော အီလက်ထရွန်အစုအဝေးကြီးကို အီလက်ထရွန်တိမ်တိုက် (Electron Cloud) (ဝါ) အီလက်ထရွန်ဓာတ်ငွေ့ (Electron Gas) ဟုလည်းခေါ်ကြ၏။ ဤသို့ဗေးလင့်အီလက်ထရွန်များသည် ဘုံတိမ်တိုက်ဖြစ်သွားသည့်အတွက် ကျန်အစိတ်အပိုင်းသည် လျှပ်စစ်အဖိုဓာတ်ရှိသောအိုင်းယွန်း များဖြစ်လာကြ၏။ ထိုအဖိုဓာတ်ရှိသောအိုင်းယွန်းများနှင့် ၎င်းတို့ကိုဝန်းရံထားသည့် လျှပ်စစ်အမဓာတ်ရှိသော အီလက်ထရွန်တိမ်တိုက်တို့သည် လျှပ်စစ်တည်ငြိမ်ဆွဲငင်အား (Electrostatic Attraction) ဖြင့် အပြန်အလှန်ဆွဲငင်ခြင်းဖြစ်ကြပြီး ခိုင်ခံ့သောပေါင်းစည်းမှုကိုဖြစ်ပေါ်စေ၏။ ဤသို့ဖြစ်ပေါ်လာသော ပေါင်းစည်းမှုမျိုးကို သတ္တုစည်းဟုခေါ်၏။ သတ္တုစည်းကြောင့် သတ္တုများသည် လျှပ်စစ်စီးမှုကောင်းခြင်း၊ သတ္တုများကိုမကွဲမအက်စေပဲ အလိုရှိသည့်အတိုင်းပုံသဏ္ဍာန်ရအောင် ပလက်စတစ်ပုံပြောင်းလဲခြင်း (Plastic Deformation) တို့ကိုပြုလုပ်နိုင်ပေသည်။

(၂) ဖက်စပ်စည်း (Covalent Bond)[ပြင်​ဆင်​ရန်​]

အက်တမ်များသည် ၎င်းတို့၏အပြင်ဆုံးဝန်းရံလွှာတွင် ပါရှိသော ဗေးလင့်အီလက်ထရွန်များကို အပြန်အလှန်ပူးတွဲ၍ မျှယူကြခြင်းဖြင့် ဖြစ်ပေါ်လာသော ပေါင်းစည်းခြင်းမျိုးကို ဖက်စပ်စည်းဖြင့် ပေါင်းစည်းခြင်းဟုခေါ်သည်။ အက်တမ်တစ်ခုအတွင်း၌ရှိသော ဝန်းရံလွှာတစ်ခုစီတွင် အီလက်ထရွန်များသည် သတ်မှတ်ထားသောအရည်အတွက်ထက်ပိုကာ ပါဝင်၍မရနိုင်ကြောင်းကို အထက်တွင်ဖေါ်ပြခဲ့ပြီးဖြစ်ပါသည်။ ဥပမာအားဖြင့် ကာဗွန်အက်တမ်တစ်လုံးတွင် ၎င်း၏အပြင်ဘက်ဆုံးရှိ ဝန်းရံလွှာ၌ ဗေးလင့်အီလက်ထရွန်(၄)လုံး ပါရှိ၏။ သို့ရာတွင် အပြင်ဘက်ဆုံးဝန်းရံလွှာတို့၌ ဗေးလင့်အီလက်ထရွန်များသည် (၂၊ ၄၊ ၈၊ ၁၆၊…. လုံး) အထိပါဝင်နိုင်ကြပြီး၊ ၎င်းအရေအတွက်ပြည့်မှသာ တည်မြဲပြည့်စုံသော ဝန်းရံလွှာဖြစ်နိုင်ကြလေသည်။ ထို့ကြောင့် အပြင်ဘက်ဆုံးဝန်းရံလွှာတွင် အီလက်ထရွန်(၄)လုံးသာရှိသော ကာဗွန်အက်တမ်များသည် ၎င်း၏ပတ်ပတ်လည်တွင်ရှိသော အခြားကာဗွန်အက်တမ် (ဝါ) အနီးအနားတွင်ရှိ အခြားသောမျိုးမတူအက်တမ် တို့တွင်ရှိသည့်ဗေးလင့်အီလက်ထရွန်(၄)လုံးနှင့် ဝေငှပေါင်းစည်းကာ ပြည့်ဝတည်မြဲသောဝန်းရံလွှာ ဖြစ်စေရလေသည်။ ကာဗွန်အက်တမ်များတွင် ဗေးလင့်အီလက်ထရွန်များကို ဤကဲ့သို့ အပြန်အလှန်ပူးတွဲ၍မျှယူကာ ခိုင်ခန့်သောပေါင်းစည်းမှု ဖြစ်ပေါ်လာခြင်းဖြင့် ဖက်စပ်စည်းဖြစ်ကြောင်းသိရှိနိုင်လေသည်။

(၃) အိုင်းယွန်းနစ်စည်း (Ionic Bond)[ပြင်​ဆင်​ရန်​]

ဒြပ်ပစ္စည်းတစ်ခုတွင် အက်တမ်တစ်မျိုးထက်ပို၍ ပါဝင်ခြင်းရှိနေပါက အက်တမ်တစ်ခုသည် မိမိတွင်ရှိသော ဗေးလင့်အီလက်ထရွန်ကို အခြားအက်တမ်တစ်ခုသို့ ပေးခြင်းအားဖြင့် ထိုအက်တမ်၏ အပြင်ဘက်ဆုံးတွင်ရှိသော ဝန်းရံလွှာတွင်လိုအပ်သော အီလက်ထရွန် အရည်အတွက်များကို ပြည့်စေ၏။ ဤသို့ဖြင့် အီလက်ထရွန်ကိုပေးလိုက်ရသော အက်တမ်တစ်ခုတွင် ဗေးလင့်အီလက်ထရွန်များ လျှော့နည်းသွားသဖြင့်လျှပ်စစ်အဖိုအိုင်းယွန်းဓာတ်ဆောင်လာ၏။ ကျန်အက်တမ်မှာမူ အခြားအက်တမ်မှ ဗေးလင့်အီလက်ထရွန်ကို လက်ခံရရှိသဖြင့် လျှပ်စစ်အမအိုင်းယွန်းဖြစ်လာ၏။ ဤသို့ ဖြစ်ပေါ်လာသော အဖိုနှင့်အမအိုင်းယွန်းများသည် အပြန်အလှန်ဆွဲငင်ခြင်းဖြစ်ကြ၏။ ဤကဲ့သို့ အိုင်းယွန်းများဖြစ်ပေါ်လာပြီး အပြန်အလှန်ဆွဲငင်ကာ ဖြစ်ပေါ်လာသည့် ပေါင်းစည်းခြင်းမျိုးကို အိုင်ယွန်းနစ်စည်းဟုခေါ်၏။

(၄) ဗင်ဒါဝါးလ်စည်း (Vander Waal’s Bond)[ပြင်​ဆင်​ရန်​]

မော်လီကျူးများအချင်းချင်း (ဝါ) အက်တမ်အုပ်စုများအချင်းချင်း အားနည်းသောလျှပ်စစ်တည်ငြိမ်ဆွဲငင်အား (Weak Electrostatic Attraction)ကြောင့် အပြန်အလှန်ဆွဲငင်ခြင်းဖြစ်ရာမှ ဗင်ဒါဝါးလ်စည်းများဖြစ်လာကြသည်။ ၎င်းပေါင်းစည်းခြင်းသည်ထပ်ဆင့်စည်း (Secondary Bond)တစ်မျိုးဖြစ်၏။ ဤပေါင်းစည်းခြင်းတွင် အက်တမ်တစ်ခုမှတစ်ခုသို့ ဗေးလင့်အီလက်ထရွန်များရွေ့လျှားခြင်းမရှိပေ။ သို့ရာတွင်မော်လီကျူးတွင်ပါဝင်သော အက်တမ်များသို့မဟုတ် အက်တမ်အုပ်စုများအတွင်း၌ ဖက်စပ်စည်းသို့မဟုတ် အိုင်းယွန်းနစ်စည်းအားဖြင့် ပေါင်းစည်းထားကြပြီး ဤပေါင်းစည်းထားသောမော်လီကျူးသို့မဟုတ် အက်တမ်အုပ်စုထဲတွင် လျှပ်စစ်ဂုဏ်သတ္တိမညီမျှမှုကြောင့် အဖိုစွန်းနှင့်အမစွန်းများပေါ်ပေါက်လာပြီး အချင်းချင်းအပြန်အလှန်ဆွဲငင်ကြ၏။ ဤသို့ဆွဲငင်ခြင်းကြောင့် ဖြစ်ပေါ်လာသောစည်းကို ဗင်ဒါဝါးလ်စည်းဟုခေါ်၏။ နန်နိုဒြပ်ပစ္စည်း(Nanoparticles)၏ အတိုင်းအတာပမာဏ၊ အရွယ်အစား၊ ပျော်ရည်အတွင်းပျံ့နှံ့နေမှုအတိုင်းအတာကိုသိရှိနိုင်ရန် အလင်းရောင်နှင့်ဆိုင်သော ဂုဏ်သတ္တိကိုတိုင်းတာသောအခါများတွင် ဗန်ဒါဝါးလ်စည်းဖြစ်ပေါ်သည့် မော်လီကျူး သို့မဟုတ် အက်တမ်အုပ်စု၏ လျှပ်စစ်ဂုဏ်သတ္တိမညီမျှမှု (လျှပ်စစ်အဖိုစွန်း နှင့် အမစွန်းများ၏ခြားနားမှုအတိုင်းအတာ) မှာလွန်စွာအရေးပါလှပေသည်။

ရည်ညွှန်းကိုးကား[ပြင်​ဆင်​ရန်​]

  • [1] The Royal Society, “Nanoscience and nanotechnology: opportunities and uncertainties”, 2004 [online]. Available:http://www.royalsociety.org/page.asp?id=1211.
  • [2] V.Raghavan., Materials Sciences and Engineering, a first course, fifth edition, New Delhi – 110001 (2004).
  • [3] ဦးစောအောင်လှထွန်း., အသုံးချသတ္တုဗေဒပညာ, first edition, Myanmar-MES (2007).
  • [4] B.D Cullity., Elements of X-Ray Diffraction, second edition, USA (1959).

Nd:YAG လေဆာ Ablation နည်းစနစ်ကိုသုံး၍ အရည်ကြားခံနယ်တွင် သတ္တု အောက်ဆိုဒ် နန်နိုဒြပ်ပစ္စည်း (metal oxide Nanoparticles)များ ဖြစ်ပေါ်စေခြင်း[ပြင်​ဆင်​ရန်​]

နိဒါန်း (Introduction)[ပြင်​ဆင်​ရန်​]

နန်နိုစကေးဒြပ်ဝတ္ထုပစ္စည်း (Nanoscale Materials) များသည် ၎င်း၏သေးငယ်သော ဒြပ်ပစ္စည်း အရွယ်ကမာဏ၏ ထူးကဲသော ရုပ်ပိုင်း၊ ဓါတ်ပိုင်းဂုဏ်သတ္တိများကြောင့် စိတ်ဝင်စားဖွယ် ကောင်းလှပေသည်။ အထူးသဖြင့် ဓါတုဗေဒပညာရှင်များ၊ ရူပဗေဒပညာရှင်များ၊ သတ္တုဗေဒပညာရှင်များသည် နည်းပညာအသစ်ဖြစ်သော ဖွံ့ဖြိုးလာနေသည့် နန်နိုနည်းပညာကို စိတ်ဝင်စားလာကြပေသည်။

နန်နိုဒြပ်ဝတ္ထုပစ္စည်းများသည် အီလက်ထရောနစ်ပစ္စည်းများ၊ ဓါတ်ကူပစ္စည်းများ (နန်နိုအရည် (Nanofluid) - အင်္ဂျင်၏စွမ်းဆောင်ရည်ကို ပိုမိုကောင်းမွန်စေခြင်း)၊ Lasing Materials များအဖြစ် သေးငယ်သည်ထက်သေးငယ်အောင် ပြုလုပ်ရာတွင် အလွန်ရေးကြီးလှပေသည်။ နန်နိုဒြပ်ပစ္စည်းတို့၏ ရုပ်ပိုင်း၊ ဓါတ်ပိုင်းဂုဏ်သတ္တိများသည် ၎င်း၏အရွယ်ပမာဏ (Size) ပေါ်တွင် များစွာမူတည်နေသည့်အတွက် သေးငယ်သည်ထက် သေးငယ်သောဒြပ်ပစ္စည်းများ ဖြစ်ပေါ်စေရန် ဆန်းသစ်သော နည်းနိဿယ၊ နည်းပညာကျွှမ်းကျင်မှု့တို့ အထူးဖွံ့ဖြိုးတိုးတက် နေစေဖို့ လိုအပ်လှပေသည်။ သမားရိုးကျဓါတုဓာတ်လျှော့ခြင်း (Chemical Reduction) နည်းစဉ်များသည် အန္တရာယ်များသော ဓါတုဗေဒပစ္စည်းများကို အသုံးပြုရသည့်အတွက် ဖြစ်ပေါ်လာမည့် ဒြပ်ပစ္စည်းအသစ်၏ မျက်နှာပြင်တွင် ဓါတုအဆိပ်ဖြစ်ပေါ်စေနိုင်သည့်အပြင် နန်နိုဒြပ်ပစ္စည်းအသစ်၏ အရွယ်ပမာဏနှင့် ပုံပန်းသဏ္ဍာန်ကိုလည်း ထိန်းသိမ်း (Control) ရန် မစွမ်းဆောင်နိုင်ချေ။ သတ္တုအောက်ဆိုဒ် နန်နိုဒြပ်ပစ္စည်းများသည် အာရုံခံကိရိယာများ (Sensors)၊ အလင်းလွှတ်ပစ္စည်းများ (Light Emitting Devices)၊ စွမ်းအင်သုံးစွဲမှုနည်းစေသောပစ္စည်းများ (Energy Saving and Harvesting Devices) ထုတ်လုပ်ခြင်းတို့တွင် များစွာအကျိုးပြုနိုင်ပေသည်။

လက်ရှိကာလတွင် Pulsed Nd:YAGလေဆာ Ablation နည်းစနစ်ကိုသုံး၍ အရည်ကြားခံနယ်တွင် သတ္တုနှင့်သတ္တုအောက်ဆိုဒ် နန်နိုဒြပ်ပစ္စည်း (metal oxide Nanoparticles) များဖြစ်ပေါ်စေခြင်း နှင့် အရွယ်အစားထိန်းချုပ်ခြင်းမှာ နည်းနိဿယအသစ်၊ နည်းစနစ်အသစ် (New Technique) ဖြစ်ပေသည်။ နန်နိုဒြပ်ပစ္စည်းတို့၏ အရွယ်ပမာဏ၊ ပုံပန်းသဏ္ဍာန်၊ ဖွဲ့စည်းတည်ဆောက်ပုံတို့မှာ လေဆာဓာတ်ရောင်ခြည်၏ အတိုင်းအတာဘောင်၊ သက်မှတ်ချက်အတိုင်းအတာဘောင် များပေါ်တွင်များစွာ မူတည်နေပေသည်။ အထူးသဖြင့် ဓာတ်ရောင်ခြည်ပေးမှုပုံစံ၊ ဓာတ်ရောင်ခြည် လှိုင်းတွန့် တစ်ခုနှင့်တစ်ခုအကွာအဝေး (ဝါ) လှိုင်းအလျှား၊ ဓါတ်ရောင်ခြည်လှိုင်း၏အကျယ်၊ ဓာတ်ရောင်ခြည်လှိုင်း သက်ရောက်မှုအကြိမ်ပေါင်း၊ အရည်ကြားခံ၏ အပူချိန်၊ ပြုလုပ်စမ်းသပ် သည့်သတ္တုမျက်နှာပြင် အထက်ထားရှိသည့် ကြားခံအရည်၏ အမြင့်၊ အသုံးပြုသည့်ဓာတ်ကူ ပစ္စည်း၏ပြင်းအား စသည်တို့ကိုဂရုပြုရပေမည်။

ထုတ်လုပ်မည့်နန်နိုဒြပ်ပစ္စည်း၏ အရွယ်အစား၊ ပုံပန်းသဏ္ဍာန်၊ ဖွဲ့စည်းတည်ဆောက်ပုံတို့ကို ထိန်းချုပ်နိုင်ရန်အတွက် လေဆာဓာတ်ရောင်ခြည်၏ အတိုင်းအတာဘောင်၊ သက်မှတ်ချက် အတိုင်းအတာဘောင်ကို ပမာဏများများ အသုံးပြုနိုင်ခြင်းကပင်လျှင် ယခုလေ့လာမှု၏ အကျိုးရ လာဒ်ဖြစ်ပေသည်။ ထုတ်လုပ်လိုက်သော နန်နိုဒြပ်ပစ္စည်းမှာလည်း သေးသောအရွယ် ပမာဏရှိခြင်း၊ ကျဉ်းသောပျံ့နှံ့မှုရှိခြင်း၊ ဒြပ်ပစ္စည်းမျက်နှာပြင်တွင်လည်း ဓါတုအဆိပ်အတောက် မဖြစ်ခြင်းတို့ကိုရရှိပေသည်။ ယခုလေ့လာမှုတွင် သတ္တုအောက်ဆိုဒ်နန်နိုဒြပ်ပစ္စည်းအချို့ ဖန်တီးဖြစ်ပေါ်ခြင်းနှင့် ၎င်းတို့၏သွင်ပြင်လက္ခဏာများကို စူးစမ်းမှုများပါဝင်ပေသည်။

စမ်းသပ်လေ့လာမှုအပိုင်း (Experimental Section)[ပြင်​ဆင်​ရန်​]

Nd:YAG လေဆာAblation နည်းစနစ်ကိုသုံး၍ အရည်ကြားခံနယ်တွင် သတ္တု အောက်ဆိုဒ် နန်နိုဒြပ်ပစ္စည်း (metal oxide Nanoparticles)များ ဖြစ်ပေါ်စေရန် အောက်ပါအတိုင်း အဆင့်ဆင့်လုပ်ဆောင်ရပါမည်။ (ဆက်ရန်)

အီလက်ထရွန်ဓါတ်ရောင်ခြည်သုံး၍ ဓါတုအနုစိပ်လေ့လာခြင်း[ပြင်​ဆင်​ရန်​]

နိဒါန်း[ပြင်​ဆင်​ရန်​]

မျက်မှောက်ခေတ်ကာလကို နည်းပညာနယ်ပယ်၌ နန်နိုခေတ်ဟုခေါ်မည်ဆိုလျှင် လွန်အံ့မထင်။ အထူးသဖြင့် ကမ္ဘာ့နိုင်ငံအသီးသီးရှိ သုတေသနဌာနများ၊ တက္ကသိုလ်များတွင် နန်နိုနည်းပညာနှင့် ပတ်သက်သော သုနေသနများကို အားသွန်ခွန်စိုက် ပြုလုပ်လျှက်ရှိနေကြသည်မှာ သာဓကပင်။ အမှန်အားဖြင့် နန်နိုနည်းပညာပေါ်ပေါက်ခဲ့သည်မှာ ဆယ်စုနှစ်မျှ ရှိခဲ့လေပြီ။ လက်ရှိကာလတွင်မူ နန်နိုနည်းပညာဖြစ်ပေါ်မှုမှာ အထူးတိုးတက်စွာဖြင့် တည်ရှိနေပြီး၊ နန်နိုနည်းပညာကို ပို၍ လေ့လာလိုက်စားလျှက်ရှိလာကြပေသည်။ ထိုသို့လိုက်စားရာတွင် နန်နိုနည်းပညာ၏ အရေးပါသော၊ အခြေခံဖြစ်သော နန်နိုဒြပ်ပစ္စည်းများကို ထုတ်လုပ်ခြင်း၊ အထူးပြုလေ့လာခြင်းတို့ မှာ အရေးပါလှပေသည်။ အလွန့်အလွန်သေးငယ်လှသော နန်နိုဒြပ်ပစ္စည်းများကို လေ့လာရာတွင် ဒြပ်ပစ္စည်းတို့၏ အရွယ်အစား၊ ပုံပန်းသဏ္ဌာန်၊ ပါဝင်ဓာတ်ပစ္စည်းတို့ကိုသိရှိရန် SEM (Scanning Electron Microscopy) နှင့် TEM (Transmission Electron Microscopy) တက္ကနစ်တို့မှာ မသိမဖြစ် အရေးပါလှပေသည်။ ထိုစက်ပစ္စည်းတို့တွင် အထူးသဖြင့် သိရှိလိုသည့် နန်နိုဒြပ်ပစ္စည်းကို အီလက်ထရွန်ရောင်ခြည်နှင့် ရိုက်၍ ရရှိလာသော တွေရှိချက် ကိုလေ့လာခြင်းဖြစ်ပေသည်။ ၎င်းမှ ရရှိလာသော တွေ့ရှိချက်ကို ကျွမ်းကျင်စွာ လေ့လာနိုင်ရန် အီလက်က်ထရွန်ရောင်ခြည် အသုံးပြု၍ ဓါတုအနုစိတ်လေ့လာခြင်းနည်းစနစ်မှာ မြောက်များလှစွာသော နည်းစနစ်များထဲမှ တတ်မြောက်၊ လေ့လာထားရှိရမည့် ဘာသာရပ်တစ်ခုဖြစ်ပေသည်။

အီလက်ထရွန်ရောင်ခြည် အသုံးပြု၍ ဓါတုအနုစိပ်လေ့လာခြင်း ဘာသာရပ်သည် ကျိုးကြောင်း ဆီလျှော်မှုရှိခြင်း၊ နည်းပညာ ဗဟုသုတရစေခြင်း တည်းဟူသော နှစ်ချက်အားဖြင့်ပင်လျှင် ဆွဲဆောင်မှု ရှိလှပေသည်။ အစိုင်အခဲနှင့် အီလက်ထရွန်ရောင်ခြည် ကြား၌ ဖြစ်ပေါ်သော အတွင်းသက်ရောက်မှု အမျိုးမျိုး၏ သဘောသဘာဝနှင့် နောက်ဆက်တွဲ အကျိုးဆက်များကို လွယ်ကူရှင်းလင်း ယုတ္တိတန်စွာ ရှင်းထားသည်မှာ ဤဘာသာရပ်၏ ပထမဆွဲဆောင်ချက်ဖြစ်ပေသည်။ ၎င်းတို့၏ အတွင်းသက်ရောက်မှုအမျိုးမျိုးမှ တစ်ခုနှင့်တစ်ခု ဆက်နွယ်လျှက် အောင်မြင်စွာဖြင့် နည်းမျိုးစုံစွာ ဓါတုအနုစိပ်လေ့လာနိုင်ခြင်းမှာ ဤဘာသာရပ်၏ ဒုတိယဆွဲဆောင်ချက်ဖြစ်ပေသည်။

အီလက်ထရွန်ရောင်ခြည် အသုံးပြု၍ ဓါတု အနုစိပ်လေ့လာခြင်း၏ အခြေခံသဘောတရားမှာ သေးသွယ်၊ ကျဉ်းမြောင်း၊ တိကျသော အီလက်ထရွန်ရောင်ခြည်ဖြင့် အစိုင်အခဲ တစ်ခုအပေါ်သို့ပစ်လွှတ်၍ ဖြစ်ပေါ်ရရှိလာသည့် အကျိုးဆက်ကို လေ့လာကြည့်ခြင်းပင်ဖြစ်ပေသည်။ ပစ်လွှတ်လိုက်သော အီလက်ထရွန်များသည် အရာဝတ္ထု အစိုင်အခဲနှင့် တွေ့ထိသက်ရောက်သည်နှင့် တပြိုင်နက် ပစ်လွှတ်အီလက်ထရွန်များ ၏မူလစွမ်းအင်နှင့် လားရာလမ်းကြောင်းမှာ ပြောင်းလဲသွားသည်နှင့်အတူ အပစ်ခံဝတ္ထု အစိုင်အခဲမှလည်း အိတ်ဇ်-ရောင်ခြည် (X- Rays) နှင့် အီလက်ထရွန် (အော်ဂါ-အီလက်ထရွန်, Auger electron)တို့ တပြိုင်နက်တည်း ထုတ်လွှတ်ပေသည်။ အော်ဂါ-အီလက်ထရွန် (Auger electron)မှာ အပစ်ခံ အစိုင်အခဲ၊ ဝတ္ထု (Specimen)မှ အိတ်ဇ်-ရောင်ခြည် (X-Rays)နှင့်အတူ တပြိုင်တည်း ထွက်လာသည်မှာမှန်သော်လည်း ၎င်း၏ စွမ်းအင်မှာ (Low energy) နည်းလှပေသည်။ ဆိုလိုသည်မှာ ၎င်းအော်ဂါ-အီလက်ထရွန်များသည် အပစ်ခံ အစိုင်အခဲ၊ ဝတ္ထု(Specimen)၏ မျက်နှာပြင်နှင့် အနီးဆုံးတွင်သာ ဖြစ်ပေါ်လာနိုင်ပေသည်။ ထိုသို့ အပစ်ခံ အစိုင်အခဲ၊ ဝတ္ထု၏မျက်နှာပြင်နှင့် အနီးဆုံးတွင်သာ ဖြစ်ပေါ်သည့်အတွက် အော်ဂါ-Spectroscopy ကိုအသုံးပြု၍ အစိုင်အခဲ၊ ဝတ္ထု(Specimen)၏ မျက်နှာပြင်ကို အထူးပြု လေ့လာနိုင်ပေသည်။ ((ယခုလေ့လာမှုတွင်မူ အော်ဂါ-အီလက်ထရွန်အကြောင်းကို ဖော်ပြမည်မဟုတ်ပေ။)) အစိုင်အခဲ၊ ဝတ္ထု(Specimen)ပေါ်တွင် ပစ်လွှတ်အီလက်ထရွန်ကြောင့် ဖြစ်ပေါ်လာမည့် အကျိုးသက်ရောက်မှုနှင့် အပစ်ခံ အစိုင်အခဲ၊ ဝတ္ထု (Specimen)မှ ထွက်ပေါ်လာမည့် အမျိုးမျိုးသော ဓါတ်ရောင်ခြည်တို့ကိုလေ့လာခြင်းအားဖြင့်၊ အပစ်ခံ အစိုင်အခဲ၊ ဝတ္ထု၏ ဓါတုဖွဲ့စည်းမှု (Chemical composition)ကို လွယ်ကူစွာ အဖြေထုတ်နိုင်မည် ဖြစ်ပေသည်။ပစ်လွှတ်အီလက်ထရွန်သက်ရောက်ခံရသည့် အစိုင်အခဲ၊ ဝတ္ထု (Specimen)မှ ၎င်းအပေါ်ပစ်လွှတ်အီလက်ထရွန် သက်ရောက်သည်နှင့် တပြိုင်နက် အိတ်ဇ်-ရောင်ခြည် (X-Rays) နှင့် အီလက်ထရွန်တို့ တပြိုင်နက်ပေါ်ထွက်ကြောင်းကို ဖော်ပြခဲ့သည့် အတိုင်းမည်သို့ ပေါ်ထွက်ကြောင်း ဆက်လက် လေ့လာကြည့်ကြပါစို့။ (ဆက်ရန်)

ရည်ညွှန်းကိုးကား[ပြင်​ဆင်​ရန်​]

  • [1] S. C. Singh, R.K. Swanker, R. Gopal,. Laser and Spectroscopy Lab, Mater. Sci. (2007) 30, 291.
  • [2] Eastman, J. A., Choi, S. U. S., Li, S., Yu, W. and Thompson, L. J. (2001) Appl. Phys. Lett. 78, 718.
  • [3] Kuang, W., Fan, Y. and Chen, Y. (2000) Langmuir 16, 5205.
  • [4] Maye, M. M., Lou, Y. and Zhong, C. (2000) Langmuir 16, 7520.
  • [5] Huang, M. H., Mao, S., Feick, H., Yan, H., Yiying, W., Kind, H., Weber, E., Russo, R. and Yang, P. (2001) Science, 292, 1897.
  • [6] Singh, S.C., Gopal, R., Physica E (In Press) 2007
  • [7] Singh, S.C., Gopal, R., Phys. Chem. C (Under review) 2007