Share
Нанотехнологии: изобретения туркменских ученых находят применение  от авиации до медицины

Нанотехнологии: изобретения туркменских ученых находят применение от авиации до медицины

Арслан КЕМАЛОВ

Центром физико-математических исследований, а также Институтом солнечной энергии Академии наук Туркменистана ведется активная работа по созданию и внедрению нанотехнологий и новых наноматериалов в промышленное производство.

Собеседник ORIENT — кандидат физико-математических наук, заведующий отделом «Наноматериалы и оптоэлектроника» Института солнечной энергии Академии наук Туркменистана Даулбай Мелебаев. Ученый уже не одно десятилетие изучает наночастицы и связанные с ними процессы, является автором ряда запатентованных изобретений, в том числе нового типа фотодетектора на основе наноструктур. Группой туркменских ученых под его руководством разработана технология создания композитных наноструктур, и обнаружены ранее неизвестные квантовые процессы.

– Сейчас мы работаем над созданием фоточувствительных материалов-полупроводников на основе нанотехнологий, изготовлением фотоэлементов-полупроводников с использованием арсенида галлия и кремния для конвертирования солнечной энергии в электрическую, параллельно занимаясь математическим моделированием производственных процессов.

— Дело в том, что нынешние фотодетекторы имеют свои минусы: они предназначены для измерения ультрафиолетовых лучей в спектре 200-400 нанометров и у них наблюдается резкий спад чувствительности в диапазоне 250-315 нанометров, что создает проблемы в измерениях. Благодаря многолетнему опыту в этой области мы создали более эффективный фотодетектор УФ-излучений в диапазоне 280-400 нанометров на основе диодных структур.

Другая особенность нового фотодетектора заключается в том, что он впервые был создан на основе наноструктур металла-диэлектрика (оксид), который имеет свойства полупроводника. Фотодиодный корпус прибора состоит из слоя золота толщиной в 12-14 нанометров и оксида толщиной в 3-5 нанометров. Этот нанослой золота, нанесенный на оксидную поверхность, под воздействием внутреннего электрического поля может приобретать новые свойства, что, в свою очередь, позволяет создавать новые виды оптоэлектронных приборов. При этом чувствительность прибора в 2-3 раза выше прежних аналогов, что наряду с малым весом является главным достоинством прибора.

Ученый также рассказал о новых наблюдениях на фотодетекторе:

— Недавно при помощи нового типа фотодетектора, под наблюдением на электронных микроскопах были замечены специфические свойства на оксидном слое прибора. На нем обнаружены нанопроволоки с участием оксида железа. Это явление раньше не наблюдалось.

Разработки ученых имеют довольно обширную область применения, в особенности в тех сферах, где есть необходимость измерять УФ излучение, —  от экологии, энергетики, астрофизических и космических исследований до  медицины и биотехнологий.

Технология фотодетектора, разработанная Мелебаевым, была внедрена в различных сферах за рубежом, включая отделение Московского авиационного института в Батуми, в метеорологической лаборатории Московского государственного университета, в институте цитологии Санкт-Петербурга.

Изучение влияния ультрафиолетовых лучей на организм человека имеет особую важность в Туркменистане.

Под воздействием УФ лучей в организме возникают различные фотохимические процессы, что приводит к образованию биологически активных веществ и поступлению их через кровоток в ткани и органы. В оптимальной дозе ультрафиолетовое излучение оказывает ряд позитивных эффектов: в организме образуется витамин D, улучшаются дыхание, кровообращение и в целом оказывается благоприятное влияние на эндокринную и нервную системы.

И наоборот, переоблучение может привести к негативным последствиям. Эту проблему и позволяет решить фотодетектор, разработанный туркменскими учеными.

— Измерения с помощью этого прибора позволяют составлять более точные научно-медицинские рекомендации, — отмечает Мелебаев. — Проведя измерения интенсивности ультрафиолетовых лучей, исходящих от Солнца, на курортах Туркменистана (Аваза, Байрамали и др.), можно изучить воздействие лучей на организм человека, выявив самый подходящий сезон и время дня для лечебных процедур на свежем воздухе.

Полученные итоги научных исследований, связанные с новым прибором, были опубликованы в передовых научных изданиях мира, в числе которых журнал Американского математического общества, российские журналы «Естественные и технические науки», «Журнал технической физики», «Физика и техника полупроводников», «Нанотехника» и многих других. В общей сложности, результаты исследований наноструктур-полупроводников Д.Мелебаева представлены в виде около 200 научных публикаций и в свыше 60 сводках международных научных форумов.

Теперь туркменские ученые собираются выступить на тему новых исследований по нанопроволокам на Международной научной конференции в Санкт-Петербурге в сентябре этого года.

Расширяется также взаимодействие научно-исследовательских центров Туркменистана с высшими учебными заведениями страны. К примеру, в Государственном университете им. Махтумкули по специальной учебной программе для студентов введены лекции и семинары по нанотехнологиям.