Rimliklar qadimgi Rimlar tomonidan rang oʻzgartiruvchi shisha stakanga nanoteknologiyadan qanday foydalanilgani

Shisha kundalik hayotimizning koʻplab sohalarida qoʻllaniladi, masalan, uy oynalari, avtomobillar, shishalar, koʻzoynaklar va doʻkon eshiklarida. Ushbu shishalarning baʼzilari toʻliq shaffof boʻlsa, boshqalari yashil, koʻk yoki jigarrang kabi turli ranglarda koʻrinadi. Shishaning rangi nima uchun farq qilishi qiziqarli; bu asosan shishaning ichidagi maxsus elementlar va yorugʻlik bilan uning muloqoti gerakligiga bogʻliq.

Shisha ishlab chiqarish jarayonida asosan silika, yaʼni qum ishlatiladi. Biroq, oddiy qumni bevosita qizdirib shisha yasab boʻlmaydi. Buning uchun qumga soda osh va choʻkindi toshi kabi moddalar aralashtiriladi. Barcha komponentlar juda yuqori haroratda qizdiriladi, natijada bu aralashma erib, qalin suyuqlik hosil qiladi. Keyin, u istalgan shakl beriladi va asta-sekin sovutiladi, shu orqali shisha tayyor boʻladi. Shishaning bir xususiyati shundaki, uning ichki tuzilishida kristalli tartib yoʻq, shu sababli uni anorganik qattiq modda (amorphous solid) deb atashadi.

Biz toza shishadan tashqariga qaraganda, qarama-qarshi obʼektlarni aniq koʻramiz. Bu shuning uchunki, odatiy toza shisha vizual yorugʻlikning katta qismini oʻzidan oʻtkazib yuboradi. Yorugʻlik shishaga urilganda, uning bir qismi qaytib aks etadi, baʼzilari yutib yuboriladi va qolgan qismi ikkinchi tomonga chiqib ketadi. Toza shishada koʻrinadigan yorugʻlikning juda kichik qismi yutiladi, shuning uchun orqasidan koʻrish mumkin. Biroq, shishaning yorugʻlikni butunlay oʻtkazishi toʻgʻri emas; qalin shisha yoki undagi ifloslanishlar tufayli yengil yashil yoki boshqa rang ham koʻrinishi mumkin.

Qalin shishaning chetlarida koʻpincha yengil yashil rang kuzatiladi, buning sababi shishada miqdori kam boʻlgan temir (iron) mavjudligidir. Shisha ishlab chiqarishda ishlatiladigan qum va boshqa xom ashyolarda temirning mikro zarrachalari boʻlishi mumkin, ular shisha hosil boʻlishi paytida unda qoladi. Bu temir zarralari yorugʻlikning baʼzi ranglarini boshqalarga nisbatan koʻproq yutadi, ayniqsa qizil va koʻk ranglarning baʼzi qismlariga qaraganda yashil yorugʻlik koʻproq tashqariga chiqadi. Natijada, shisha yengil yashil koʻrinadi. Shisha qanchalik qalin boʻlsa, yorugʻlik oʻtish yoʻli shunchalik uzun boʻladi, bu esa yashil rang taʼsirini yanada aniqroq koʻrsatadi. Aynan shu sababdan koʻpgina oddiy oynalar va qalin shisha plitalarining chetlari yashil koʻrinadi.

Koʻk rangli shisha yasash uchun unga maxsus metall oksidlari qoʻshiladi, jumladan kobalt oksid asosiy misollar hisoblanadi. Uning oz miqdori ham shishaga koʻk rang berishi mumkin. Aslida, turli metall oksidlari yorugʻlikning turli ranglarini yutadi. Shishaga kobalt oksid qoʻshilganda, u baʼzi ranglardagi yorugʻlikni soʻrib oladi va koʻk rangdagi yorugʻlikni tashqariga chiqaradi, shu bilan shisha koʻk koʻrinadi. Xuddi shunday, shishada ishlatiladigan boshqa elementlar yordamida yengil koʻk, chuqur koʻk va koʻplab boshqa tonlar tayyorlanishi mumkin.

Shishani faqat yashil va koʻk emas, balki koʻplab boshqa ranglarda ham shakllantirish mumkin. Buning uchun shisha ishlab chiqarish paytida turli metall va ularning oksidlaridan foydalaniladi. Misollarga kiradi: yashil shisha uchun temir oksid va xrom oksididan foydalanish, koʻk shisha uchun kobalt oksid, jigarrang shisha uchun temir va sulfur bilan bogʻliq birikmalar, binafsha shisha uchun manganez birikmalari va qizil shisha uchun selen yoki mis kabi elementlardan foydalanish. Biroq, shishaning yakuniy rangi ushbu moddalarning qancha miqdorda qoʻshilganligi va shishani qanday usulda tayyorlanganligiga ham bogʻliq.

Rangli shishadan foydalanish faqat bezak bilan cheklanmagan; uning maqsadi har doim goʻzallikni oshirish emas. Koʻpincha u maxsus talablarni inobatga olgan holda qoʻllaniladi. Masalan, yashil va jigarrang shishalar koʻplab dorilar va ichimlik mahsulotlari qadoqlashida ishlatiladi. Bu ranglar yorugʻlikning baʼzi qismlarini bloklashga yordam beradi, shu bilan ichidagi mahsulotlar yorugʻlikdan kelib chiqqan zarar yetkazilishining oldini olish mumkin. Bundan tashqari, binolarda koʻk yoki boshqa rangdagi shishalardan quyosh va issiqlikni nazorat qilish uchun foydalaniladi, chunki bu maxsus shishalar quyosh nuri va issiqlikning baʼzi qismlarini toʻsib, xonaning haroratini nazoratda ushishga yordam beradi.

Oziq-ovqat pech yoki mikrotoʻlqinli pechda pishirilayotganda, odamlar taom tayyorligini tekshirish uchun shisha orqali qarashadi. Biroq, koʻplari shishaning chetlarida kichik qora nuqtalarni payqaydi. Bu nuqtalar shunchaki bezak elementlari emas; ularning ortida ilmiy asos yotadi.

Bu elementlar shisha yuzasini kuchli isitishdan himoya qilishga, uning mustahkamligini saqlashga va eshik xavfsizligini taʼminlashga yordam beradi. Keyin bu nuqtalarning maqsadlari koʻrib chiqiladi.

Pech eshigidagi shishadagi kichik qora belgilarga «fritta» yoki keramika fritta naqshlari deyiladi. Ular maxsus keramika boʻyoqidan foydalanib yaratiladi, bu esa shisha changi, qora pigmentlar va boshqa komponentlar aralashmasidir. Ushbu tarkib ishlab chiqarish paytida shishaning tashqi qatlami ichki yuzasiga chop etiladi. Shundan soʻng, shisha maxsus ishlovga uchraydi, natijada bu nuqtalar yuzaga mustahkam joylashadi.

Eʼtiborga loyiqki, shishaning chetlarida bu nuqtalar odatda zichroq va toʻq-qora boʻladi. Markazga yaqinlashganda ular kichrayadi va ular orasidagi masofa ortadi. Bu issiqlikning shishaga taʼsirini sekinlashtirish uchun maqsadli ravishda amalga oshiriladi.

Pech ichidagi harorat juda yuqori boʻlishi mumkin. Bunday sharoitlarda shish eshigining ichki yuzasi keskin isishi, ammo tashqi yuzasi nisbatan salqin qoladi. Shishning turli qismlari orasidagi bunday harorat farqi ichki zoʻriqishni keltirib chiqarishi mumkin, bu esa uni sindirilish xavfini oshiradi.

Readers Digest hisobotiga koʻra, materialshunoslik va muhandislik boʻyicha mutaxassis, Lehaye universiteti professori Himanshu Jain taʼkidlaydiki, materialning bir qismi keskin isigan va boshqasi sovuq qolsa, issiq qism kengayadi, sovuq qism esa kengamaydi. Bu shisha ustida bosim hosil qiladi. Bunday sharoitlarda qora nuqtalar muhim rol oʻynaydi, shishaning turli qismlari orasidagi haroratning birdaniga oʻzgarishlarini kamaytirishga yordam beradi. Ayniqsa, shisha va eshikning metall ramkasi atrofidagi oʻzgarishlar asta-sekin sodir boʻladi. Bu shishaning buzilish xavfini kamaytirishga va uning mustahkamligini saqlab qolishga yordam beradi. Oddiy qilib aytganda, bu nuqtalar shishani keskin harorat oʻzgarishlaridan kelib chiqqan termik shokdan himoya qiladi.

Pech eshigining shishasi nafaqat mustahkam, balki uning tashqi qismi ham xavfsiz harorat diapazonida qolishi kerak. Agar shishning baʼzi qismlari juda qattiq qizib ketsa, tegishganda kuyish xavfi mavjud. Keramika frittalari shishaning tashqi yuzasiga issiqlikni bir tekis tarqatishga yordam beradi. Bu maʼlum joylarda haddan tashqari issiqlik toʻplanishi ehtimolini kamaytiradi va eshikning tashqi qismining haroratini belgilangan xavfsizlik standartlari doirasida ushlab turishga yordam beradi. Bundan tashqari, shisha va eshikning boshqa qismlari oʻrtasidagi yaxshiroq issiqlikni boshqarish pech ichidagi haroratni ushlab turishga yordam berishi mumkin, bu esa energiya sarfini kamaytirishga olib kelishi mumkin.

Bu qora nuqtalar shishani himoya qilish funksiyasini bajarish bilan cheklanmaydi. Ular shuningdek, pech eshigi ichida joylashgan baʼzi ichki komponentlarni yashirish uchun ham ishlatiladi. Eshikni birlashtirish uchun ishlatiladigan yopishtiruvchi moddalar, izolyatorlar, vintlar va klipkalar kabi elementlar bu nuqtalar orqasida yashirin qoladi. Bu eshikning tashqi koʻrinishini tartibli koʻrinishda ushlab turish imkonini beradi, shu bilan birga shisha orqali ichki mazmunni koʻrish imkoniyatini saqlab qoladi.

Shunday qilib, bu kichik qora nuqtalar bir vaqtning oʻzida koʻplab vazifalarni bajaradi: ular shishadagi harorat farqini kamaytiradi, uning mustahkamligini saqlab turadi, xavfsizlikka hissa qoʻshadi va eshikning ichki detallarini yashiradi.

Oltin yaratish urinishlari koʻpgina asrlardan beri mavjud; qadimgida bu alkimiya deb atalgan. Biroq, yaqinda AQShdagi startap kompaniyasi rtungni haqiqiy oltinga aylantirish yoʻnalishida sezilarli muvaffaqiyatga erishganini eʼlon qildi.

Business Today hisobotiga koʻra, kompaniya sintez natijasida hosil boʻladigan neytronlar yordamida rtungni oltinga aylantirishga muvaffaq boʻlganini daʼvo qiladi. Ular 2025 yilda bu jarayon tezligi CERN rekordidan oʻn baravar yuqori ekanligini taʼkidlaydi.

Bu ilmiy-fantastik film ssenariysi kabi eshitilsa-da, uning ortida yadroli fizika turibdi. San-Fransiskodagi Marathon Fusion kompaniyasi bu texnologiyadan nafaqat oltin ishlab chiqarish uchun, balki saratonni tashxislash va davolashda qoʻllaniladigan radioaktiv izotoplarni yaratish uchun ham foydalanishni rejalashtirmoqda.

Biroq, kompaniyaning bayonotlari va oltinni massaviy va arzon ishlab chiqarishning amaliy realitiati oʻrtasida hali uzoq yoʻl bor.

Odatiy holatda biz rtungning yaltiroq suyuq metall ekanligini bilamiz, oltin esa qattiq va qimmatbaho metall boʻlib, ularning xususiyatlari tubdan farq qiladi. Bu yerda rtungni oltinga qanday aylantirish mumkin degan savol tugʻiladi. Javob yadroli fanning ichida yashiringan.

Marathon Fusion ishlayotgan texnologiya yadroli oʻzgarish (nuclear transmutation) deb nomlanadi. Bunda istalgan element atomining yadrosi oʻzgaradi, bu esa uni boshqa elementga aylantiradi. Oddiy kimyoviy reaksiyalardan farqli oʻlaroq, bu yerda faqat molekulalar yoki elektronlar joylashuvi oʻzgaradi, atom yadrosidagi oʻzgarish bir elementning boshqasiga aylanishiga imkon beradi.

Rtungni oltinga aylantirish haqidagi daʼvo aynan shu nazariyaga asoslangan.

Kompaniyaning taklif etilgan texnologiyasida rtungning maxsus izotopi — rtung-198 ishlatiladi. Izotoplar bitta elementning turli shakllari boʻlib, ular yadrodagi neytronlar soni bilan ajralib turadi. Jarayon uch bosqichga boʻlinishi mumkin.

Birinchi bosqich: kompaniya rejasi boʻyicha sintez reaktorida deyteriy va tritiy reaksiyasi natijasida yuqori tezlikdagi neytronlar hosil qilinadi. Ikkinchi bosqich: bu neytronlar rtung-198 ga yoʻnaltiriladi. Taxminiy yadroli reaksiyada rtung-198 radioaktiv rtung-197 ga aylanishi mumkin. Uchinchi bosqich: rtung-197 parchalanishi natijasida oltin-197ga, yaʼni oltinga aylanadi, agar bu sanoat darajasida va radioaktiv yon mahsulotlarni xavfsiz boshqarish sharti bajarilsa.

Muhim jihat shundaki, oltin-197 oltinning barqaror izotopi hisoblanadi, shuning uchun atom darajasida yaratilgan oltin haqiqiy boʻladi. Biroq, bu uning ishlab chiqarilishi arzon yoki oson boʻlishi degani emas.

Rtungdan oltin yaratish gʻoyasi butunlay yangi emas. Mashhur CERN ilmiy laboratoriyasida ham yadroli jarayonlar orqali oltin hosil boʻlishi holatlari qayd etilgan. CERNning Katta hadronli kollayderidagi ALICE eksperimenti paytida olimlar toʻrtta yil ishlagandan soʻng atigi 29 pikogramm oltin ishlab chiqara oldilar. Pikogramm — bu grammning bir kvintillioniy qismi, yaʼni miqdori shunchalik kam edi-ki, tijoratdan foydalanish imkonsiz edi.

Marathon Fusion kompaniyasi oʻz texnologiyasi yordamida oltin yaratish tezligi 2025 yildagi CERN rekordidan oʻn baravar yuqori ekanligini daʼvo qiladi. Kompaniyaning Xʼdagi postida u avvalgi nazariy takliflaridan oshib ketganini va sintez neytronlaridan foydalanib rtungni oltinga aylantirishi mumkinligini maʼlum qilgan. Biroq, kompaniyaning bayonotlari hozircha mustaqil ilmiy tadqiqotlar yoki sanoat ishlab chiqarish dalillari sifatida qaralmaydi.

Marathon Fusionning maqsadi faqat oltin ishlab chiqarish emas. Kompaniya sintez natijasida olinadigan neytronlar yordamida tibbiyot sohasida foydali radioaktiv izotoplarni ishlab chiqarish mumkin deb hisoblaydi. Hozirda bunday izotoplar saratonni tashxislash va davolashda hal qiluvchi rol oʻynaydi. Baʼzi izotoplar tana ichidagi oʻsmaga yoʻnalish berishga yordam beradi, boshqalari esa radiatsiyani saraton hujayralariga yetkazish uchun ishlatiladi.

Kompaniya shuningdek, sinkni neytronlar bilan nurlantirish orqali misning radioaktiv izotopini yaratish bilan bogʻliq tajribalar haqida maʼlumot berdi. Marathon misning radioaktiv izotopini sintez natijasida olingan neytronlar bilan sinkni nurlantirish orqali yaratishni boshlaganini taʼkidlaydi. Mis-64 diagnostik tasvirlashda ishlatiladi, shu bois targetli radioizotop terapiyasida qoʻllaniladigan mis-67 oʻrganilmoqda. Kompaniya talablar ortishi bilan sintez reaktorlari tibbiy izotoplarning yana bir manbai boʻlishi mumkin deb hisoblaydi.