საოცრება ფუნქციური მასალების სფეროში
როგორცბრილიანტიგამოყენება, ის მოიცავს ტექნოლოგიების ფართო სპექტრს და ძალიან რთულია. ის მოითხოვს სხვადასხვა სფეროში ერთობლივ კვლევას, რათა განხორციელდეს შედარებით მოკლე დროში. მომავალში აუცილებელია CVD ალმასის ზრდის ტექნოლოგიის უწყვეტი განვითარება და გაუმჯობესება და გამოყენების შესწავლა.გულ-სისხლძარღვთა დაავადებების ბრილიანტიფირი აკუსტიკაში, ოპტიკასა და ელექტროენერგიაში. ის XXI საუკუნეში მაღალტექნოლოგიური განვითარების ახალ მასალად იქცევა. კარდიოვასკულური დნობის გამოყენება შესაძლებელია როგორც საინჟინრო მასალებისთვის, ასევე ფუნქციური მასალებისთვის. ქვემოთ მოცემულია მხოლოდ მისი ფუნქციური გამოყენების შესავალი.
რა არის ფუნქციური მასალა? ფუნქციური მასალები გულისხმობს სხვადასხვა მასალებს ფიზიკური და ქიმიური ფუნქციებით, როგორიცაა სინათლე, ელექტროენერგია, მაგნეტიზმი, ხმა და სითბო, რომლებიც გამოიყენება მრეწველობასა და ტექნოლოგიაში, მათ შორის ელექტროფუნქციური მასალები, მაგნიტური ფუნქციური მასალები, ოპტიკურ-ფუნქციური მასალები, ზეგამტარი მასალები, ბიოსამედიცინო მასალები, ფუნქციური მემბრანები და ა.შ.
რა არის ფუნქციური მემბრანა? რა მახასიათებლები აქვს მას? ფუნქციური მემბრანა ეხება თხელფენოვან მასალას, რომელსაც აქვს ფიზიკური თვისებები, როგორიცაა სინათლე, მაგნეტიზმი, ელექტრული ფილტრაცია, ადსორბცია და ქიმიური თვისებები, როგორიცაა კატალიზი და რეაქცია.
თხელი ფირის მასალების მახასიათებლები: თხელი ფირის მასალები ტიპიური ორგანზომილებიანი მასალებია, ანუ ისინი დიდია ორ მასშტაბზე და პატარაა მესამე მასშტაბზე. ჩვეულებრივ გამოყენებულ სამგანზომილებიან მასალებთან შედარებით, მას მრავალი მახასიათებელი აქვს შესრულებისა და სტრუქტურის მხრივ. ყველაზე დიდი მახასიათებელი ის არის, რომ ფუნქციური ფირების ზოგიერთი თვისების მიღწევა შესაძლებელია მომზადების დროს თხელი ფირის მომზადების სპეციალური მეთოდებით. სწორედ ამიტომ გახდა თხელი ფირის ფუნქციური მასალები ყურადღებისა და კვლევის ცხელი თემა.
როგორცორგანზომილებიანი მასალა, თხელი ფირის მასალების ყველაზე მნიშვნელოვანი მახასიათებელია ე.წ. ზომის მახასიათებელი, რომლის გამოყენება შესაძლებელია სხვადასხვა კომპონენტის მინიატურიზაციისა და ინტეგრაციისთვის. თხელი ფირის მასალების მრავალი გამოყენება ამ წერტილს ეფუძნება, რომელთაგან ყველაზე ტიპიურია ინტეგრირებულ სქემებში გამოყენება და კომპიუტერის შენახვის კომპონენტების შენახვის სიმკვრივის გაზრდა.
მცირე ზომის გამო, თხელი ფირის მასალაში ზედაპირისა და ინტერფეისის ფარდობითი პროპორცია შედარებით დიდია და ზედაპირის მიერ გამოვლენილი თვისებები უკიდურესად თვალსაჩინოა. ზედაპირის ინტერფეისთან დაკავშირებული ფიზიკური ეფექტების სერია არსებობს:
(1) სინათლის ინტერფერენციის ეფექტით გამოწვეული შერჩევითი გადაცემა და არეკვლა;
(2) ელექტრონებსა და ზედაპირს შორის შეჯახებით გამოწვეული არაელასტიური გაბნევა იწვევს გამტარობის, ჰოლის კოეფიციენტის, დენის მაგნიტური ველის ეფექტის და ა.შ. ცვლილებებს;
(3) რადგან ფირის სისქე ელექტრონების საშუალო თავისუფალ გზაზე გაცილებით მცირეა და ელექტრონების დრობიის ტალღის სიგრძესთან ახლოსაა, ფირის ორ ზედაპირს შორის წინ და უკან მოძრავი ელექტრონები ინტერფერენციას მოახდენენ და ზედაპირის ვერტიკალურ მოძრაობასთან დაკავშირებული ენერგია დისკრეტულ მნიშვნელობებს მიიღებს, რაც გავლენას მოახდენს ელექტრონების ტრანსპორტირებაზე;
(4) ზედაპირზე ატომები პერიოდულად წყდება და ზედაპირის ენერგიის დონე და წარმოქმნილი ზედაპირული მდგომარეობების რაოდენობა იმავე რიგის სიდიდისაა, რაც ზედაპირული ატომების რაოდენობა, რაც დიდ გავლენას მოახდენს მასალებზე, რომლებსაც მცირე მატარებლები აქვთ, როგორიცაა ნახევარგამტარები;
(5) ზედაპირული მაგნიტური ატომების მეზობელი ატომების რაოდენობა მცირდება, რაც იწვევს ზედაპირული ატომების მაგნიტური მომენტის ზრდას;
(6) თხელი ფირის მასალების ანიზოტროპია და ა.შ.
ვინაიდან თხელი აპკის მასალების მახასიათებლებზე მომზადების პროცესი ახდენს გავლენას, მათი უმეტესობა მომზადების პროცესში არათანაბარ მდგომარეობაშია. ამიტომ, თხელი აპკის მასალების შემადგენლობა და სტრუქტურა შეიძლება შეიცვალოს ფართო დიაპაზონში წონასწორობის მდგომარეობით შეზღუდვის გარეშე. ამრიგად, ადამიანებს შეუძლიათ მოამზადონ მრავალი მასალა, რომლის მიღწევაც რთულია მოცულობითი მასალებით და მიიღონ ახალი თვისებები. ეს თხელი აპკის მნიშვნელოვანი მახასიათებელია და მნიშვნელოვანი მიზეზი, რის გამოც თხელი აპკის მასალები იპყრობს ადამიანების ყურადღებას. ქიმიური თუ ფიზიკური მეთოდების გამოყენებით შესაძლებელია შექმნილი თხელი აპკის მიღება.