26. Бионанороботтардың жұмысы неге негізделген? Олардың түрлері.

Біздің иммунндық жүйеміз бөгде заттарға әсер етеді. Сондықтан нанороботтардың өлшемі маңызды рөл атқарады. Биоқиыстыру мәселесі күрделі емес деп тұжырымдалуда. Бұл мәселенің шешімі нанороботтарды алмазоидтық материалдардың негізінде жасап шығару болып табылады. Алмазоидтық материалдың беттік қабатының энергиясының күштілігімен қатар нәзіктілігіннің арқасында болашақ роботтардың сыртқы қабаты инертті болады.

Механизим өз жұмысын атқарып болғаннан кеиін нанодоктарлар оларды организмнен аулақтатады. Нанороботтар өзінінң жұмысын жақсы атқарып медициналық қатерлерді төмендететіндей болып құрастырылуы керек. Ескірген нанороботтардың организмнен аулақтатудың екінші жолы ол нанороботтар өз-өздерін табиғи жолмен жоюы керек. Аулақтату процессі нанороботтың түріне байланысты болады.

Емделушіге ең бірінші қатер деп емдеуші дәрігердің біліксізділігінде. Бірақ қауіп-қатерлер күтпеген жағдайларда туындауы мүмкін. Күтпеген жағдайларға нанороботтардың бір-бірімен соқтығысу мүмкіндігін айтып кетуге болады. Бұндай жағдайлар туындамау үшін емдеуші дәрігер әрдайым нанороботтардың жұмысын қадағалауы тиіс, қажет болған жағдайда прогаммасын ауыстыруы тиіс. Сондықтан емдеуші дәрігердің біліктілігі өте маңызды.

27. Биоминералдану.

Биоминерализация – тірі жүйелерде бейорганикалық қатты заттардың түзілуі. Биоминерализация нәтижесінде организмдер өзінің қатты бөліктерін формировать етеді.Мысалы: сүйектер,тістер,раковиналар және т.б. Биоминерализация азығы болып – ерекше қасиеті, иерархиялық организациясы бар, күрделі формаға ие гибридті «органикалық/бейорганикалық» материалдар табылады.

Шайнауға, қозғалуға, қорғанысқа қабілеттілері қатты және берік болады. Биоминерализация өзінің процесі арқасында керекті қасиетке ие материалдар алуға мүмкіндік береді.

Биоминерализация нәтижесінде пайда болатын бейорганикалық материалдарға – Fe3O4,CaCO3,CaSO4,фосфолипидтер қатысқан аморфты поликремнийлі қышқылдар, полисахаридтер және пептидтердің минералдары жатады. Тірі біржасушалы организмдер кристалдар мен белок пен аморфты бейорганикалық полимерлерді өзінің организмінің күрделі құрылымы ретінде түзе алады.

Ғалымдар биоионерализация процесі арқасында электроникада жаңа сверхберік материалдар және микромеханикалық құрылымдар жасауды қолға алуда. Тістер және сүйектер – бұл биоминералды түзілу, кальций, оттек және көміртектің теңіз суындағы кең таралған органикалық және бейорганикалық компоненттерден құралған биополимерлі түзілім.

Түгел формаланған теңіз кірпісінің инелері – ерекше морфологиялы монокристалл. Оның шегі болмайды, пайда болғаннан кейін 48 сағат ішінде мерседес логотипіне өте ұқсас пішін береді.

Тіс эмаліндегі, жұмыртқа қабығындағы және ұлу қабыршағындағы кристалдар формасы табиғатта биологиялық процестердің нәтижесінде түзілген кристалдар типінен өте қатты ерекшеленеді. Осындай ерекше, функционалды морфологияға ие болу үшін организмдер алдымен аморфты минералды демалдандырады, сосын оны спецификалық торлы және реттелген атомдармен кристалдық формаға ақырындап айналдырады.

Биоминерализация процесінде әртүрлі жерлерде өзінің активтілігін көрсететін биомолекулалардың 3 типі қатысады: Индицирлейтін, Бақыланатын,Провоцирленген биоминерализация

Биокомпозиттерде болатын минералды компоненттер: Раковина – кальций карбонаты мүйіз – кальций фосфаты тіс – гидроапатит сүйек – гидроапатит, коллаген құс тұмсығы – кальций фосфаты дматомей панцирі – кремнезем

28.Бионанотехнологияның экологияда, әскери мақсатта қолдануы.Нанотехнология - бұл көзге көрінбейтін аса ұсақ бөлшектерді ретке келтіре отырып, соның ерекшеліктерін алдын-ала белгілеп беру арқылы әлдебір құрылымды құрастыруға қажетті жекелеген атомдарды орналастыру. Нанотехнология – кеңістіктің нанометрлік аймағындағы жеке атомдарға, молекулаларға, молекулалық жүйелерге әсер ету арқылы жаңа физика-химия қасиеттері бар молекулалар, наноқұрылымдар, наноқұрылғылар мен материалдар алу мүмкіндіктерін зерттейтін қолданбалы ғылым. Генетика,медицина, клондау, микроағзалардағы бактерияларғаәсер ету және машина жасау, электроника,экологияда, әскери мақсатта және т.б. өндірістерге арналған жаңа материалдар алу, техника мен өндірістің барлық түрлерін жаңа сапа деңгейіне көтеру мәселелерін нанотехнологияны дамыту арқылы ғана шешуге болады. 2025 жылы дайын атомнан кез-келген затты құрастыруға қабілетті алғашқы нанороботтар жасалмақшы. Ауыл шаруашылығында да айтарлықтай өзгерістер болады: нанороботтар өсімдіктер мен жануарларды алмастырып, азық-түлік өндіретін дәрежеге қол жеткізеді. Осыған сәйкес экологиялық жағдай да жақсара түседі. Өнеркәсіптің жаңа түрлері болашақта қалдық заттар шығармай, оның есесіне нанороботтар ескі қалдықтарды жояды. Экосфера үшін нанотехнологияны дамытудың жаңа мүмкіншіліктері мен әлеуетті тәуекелдері. Нанобөлшектердің улағыштығы мен өндіріс сатысында қоршаған ортаның ластануы, наноматериалдардың эксплуатациясы мен утилизациясы.Нанобөлшектрдің жоғары улағыштығының негізгі екі принципі: үлкен өлшемді басқа бөлшектерге қарағанда жоғары қозғалғыштығы мен жоғары реакцияға қабілеттілігі. Тәжірибе барысында анықталғандай, туннельдеуші микроскоптың бұрынғыларға қарағанда біршама артықшылықтары бар екен. Соның көмегімен жекелеген атомдарды "көруді" былай қойғанда, соларға әсер ету арқылы кез-келген кернеуді өзгертуге де мүмкіндік туады: қарапайым тілмен айтсақ, туннельдеуші микроскоптың көмегімен атомды "іліп" алуға және қажетті жеріне қондыруға болады. Физиктердің атомдарды өз қалауынша орналастыруға теориялық мүмкіндіктері пайда болады, яғни соларды кірпіш секілді қалай отырып, кез-келген затты жасап шығуға болады екен. Адамның шашының қалыңдығынан 100 мың есе аз нанотүтікшелер сирек кездесетін ете берік материал болып шықты. Олар болаттан 50-100 есе берік, әрі тығыздығы алты есе аз. Нанотүтікшелерден косманавтар, өрт сөндірушілерге арналған ыңғайлы киімдер тігу үшін, өте берік және жеңіл композиттік материал, микроскопқа зонд жасауға болады. Олар өзінің салмағынан бірнеше тонна артық жүкке шыдайды. Ғалымдар соңғы кезде нанотүтікшенің ішіне басқа дененің атомдарын енгізіп, олардың қасиеттерін (тіпті изоляторды өткізгішке) өзгертуге болатындығын тәжірибе жүзінде дәлелдеді. Микроприборларда оларды сым ретінде қолданса, таңқалатыны, бойымен тоқ жүргенде жылу бөлінбейді. Нанотүтікшелер газды (әсіресе сутегі) сақтауға қауіпсіз материал. Автомобилдерге жанғыш элемент ретінде сутегіні пайдаланса, ол бензинге қарағанда экологиялық таза элемент, алайда сутегі мелшері үлкен баллонды қажет етеді. Ал машиналарға ауыр баллондарды салу олардың жылдамдығын азайтатын еді. Мүмкін болашақта автомобилдерге сутегімен толған қолданатын шығар. Фуллерендер аккумуляторлық батареяларды шығаруға қолданылуда. Оның басқа батареялардан айырмашылығы — сыйымдылығы бес есе көп, салмағы өте аз, жоғары экологиялық сапасы мен санитарлық қауіпсіздігінде. Батареяның бұл түрін жеке компьютерлер мен дыбыс аппараттарының қоректену көзіне пайдаланады. Бұл ретте Жапония да белгілі бір мөлшерде табысқа жетті. Мұнда жылына 400 кг фуллереншығаратын тәжірибе зауыты салынуда. Жоғары молекулалы қосылыстар немесе полимерлер (гр. πολύ- — көп, μέρος — бөлік, бөлігі) — молекула құрамында өзара химикалық немесе координаттық байланыстармен қосылған жүздеген, мыңдаған атомдары бар және өздеріне ғана тән қасиеттермен ерекшеленетін заттар тобы. Жоғары молекулалы қосылыстар машина жасауда,экологияда, құрылыста, ауыл шаруашылығында, электртехникада, медицинада,әскери мақсатта да т.б. көптеген салаларда кеңінен қолданылады.Осы полимерлерден күн батареясын жасап шығаруға болады.Ені 5нм болып келеді. Жергілікті Сальвадор қаласының тұрғыны Рене Суарес ерекше ас пісіретін пеш ойлап шығарды."Құбыр пеш" деп аталатын жабдық уақыт үнемдеп, артық қуат кетіруді қажет етпейді. Бір қызығы пештен түтін шықпайды екен,яғни экологиялық таза, қоршаған ортаға зардабы жоқ. Мұндай технология жетістігі, әсіресе, елді мекен тұрғындары үшін керек дүние.Адамдар осы ерекше пеш арқылы ас әзірлеп, су қайната алады. "Құбыр пеш" тот баспайтын болаттан құйылып істелген. Сондықтан отынды да аса көп қажет етпейді. Рене Суарес осы ерекше затты жасап шығару үшін 20 жыл бойы зерттеу жұмыстарымен айналысқан екен. Отынды көп қажет етпейтін және түтіні шықпайтын пеш қоршаған ортаға пайдасын тигізбек. 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. Мәселен, қазір Жапония елінде осы нанотехнологияның арқасында 18 келілік бронды сауыттың орнына жеңіл, әрі киюге ыңғайлы көміртекті бронды жейде жасалынып отыр.