Материйн тоосонцор шинж чанар нь шинжлэх ухааны салбарын үндсэн ойлголт юм. Энэ нь матери нь байнгын хөдөлгөөнд байдаг жижиг хэсгүүдээс тогтдог гэж заасан байдаг. Энэ ойлголт нь бодисын янз бүрийн физик, химийн шинж чанарыг тайлбарлахад тусалдаг тул маш чухал юм.
Атом ба молекулууд нь бодисын үндсэн нэгж юм. Атомууд нь тухайн элементийн бүх химийн шинж чанарыг хадгалж байдаг элементийн хамгийн жижиг нэгжүүд бөгөөд хоёр ба түүнээс дээш атомууд хоорондоо химийн холбоо тогтооход молекулууд үүсдэг.
Эдгээр хэсгүүдийн зан байдал, зохион байгуулалт нь бодисын төлөв байдлыг (хатуу, шингэн эсвэл хий) тодорхойлдог. Хатуу биетэд бөөмс нь хоорондоо нягт нийлдэг бөгөөд хөдөлгөөн нь хязгаарлагдмал байдаг нь хатуу биетэд тодорхой хэлбэр, эзэлхүүнийг өгдөг. Шингэн дэх хэсгүүд нь ойрхон хэвээр байгаа боловч чөлөөтэй хөдөлж, шингэн нь тогтмол эзэлхүүнийг хадгалахын зэрэгцээ савныхаа хэлбэрийг авах боломжийг олгодог. Хийнд бөөмс нь бие биенээсээ хол зайтай бөгөөд чөлөөтэй хөдөлдөг тул хий нь тодорхой хэлбэртэй, тогтоосон эзэлхүүнтэй байдаггүй.
Нанотехнологи нь атомын болон молекулын масштабаар, ялангуяа 1-ээс 100 нанометрийн хүрээнд бодисыг хувиргах судалгааны салбар юм. Энэ масштабаар материалын шинж чанар нь илүү их гадаргуугийн талбай ба эзэлхүүний харьцаа, квант нөлөөллөөс шалтгаалан том хэмжээнийхээс эрс ялгаатай байж болно.
Жишээлбэл, макро түвшинд идэвхгүй байдаг алт нь нано хэмжээний хувьд хүчтэй химийн катализаторын үүрэг гүйцэтгэдэг. Үүний нэгэн адил цилиндр нано бүтцэд байрлуулсан нүүрстөрөгчийн атомуудаас бүрдсэн бүтэц болох нүүрстөрөгчийн нано хоолой нь гайхалтай хүч чадал, цахилгаан шинж чанарыг харуулдаг.
Бодисын төлөв байдал (хатуу, шингэн, хий) нь нано хэмжээст өвөрмөц зан төлөвийг харуулж чадна. Нано хэмжээтэй тоосонцор нь том хэмжээтэй харьцуулахад гадаргуугийн талбайн эзлэхүүний харьцаа өндөр байдаг. Энэ нь реактив идэвхийг нэмэгдүүлж, хайлах цэг зэрэг физик шинж чанарыг өөрчлөхөд хүргэдэг. Жишээлбэл, нано бөөмс нь задгай материалаас бага температурт хайлж болно.
Квант механик нь нано хэмжээст бөөмсийн үйл ажиллагаанд чухал үүрэг гүйцэтгэдэг. Бөөмийн хэмжээ багасч, цахилгаан, оптик, соронзон шинж чанарт нөлөөлдөг квант нөлөөлөл улам бүр нэмэгддэг. Жишээлбэл, квант цэгүүд нь хэмжээнээс хамааралтай оптик шинж чанартай бөгөөд хэмжээнээсээ хамааран өөр өөр өнгө ялгаруулж чаддаг.
Хэдийгээр нано түвшинд бөөмсийг шууд ажиглахад электрон микроскоп зэрэг дэвшилтэт тоног төхөөрөмж шаардагддаг ч зарим энгийн туршилтууд нь материйн тоосонцор шинж чанарын зарчмуудыг харуулахад тусалдаг.
Тархалт: бөөмс их концентрацитай газраас бага концентрацитай газар руу хэрхэн шилжиж байгааг харуулдаг. Жишээлбэл, усанд нэг дусал хүнсний будаг гаргаж, хэрхэн тархаж байгааг ажиглах нь бөөмсийн тасралтгүй хөдөлгөөн, харилцан үйлчлэлийг харуулдаг.
Ууршилт ба конденсаци: Ус нь гадаргуугаас уурших эсвэл агаараас хүйтэн гадаргуу руу өтгөрч байгааг ажиглах нь усны молекулуудын шингэн ба хийн төлөв хоорондын шилжилтийг харуулахад тусална. Энэ шилжилт нь бөөмсийн кинетик энергиээр явагддаг.
Бодисын тоосонцор шинж чанарыг ойлгох нь өдөр тутмын амьдрал, технологид олон тооны хэрэглээтэй байдаг.
Анагаах ухаанд нано бөөмсийг зорилтот эм хүргэхэд ашигладаг бөгөөд эм нь нөлөөлөлд өртсөн эс эсвэл эрхтэн рүү тусгайлан чиглүүлж, гаж нөлөөг бууруулж, үр нөлөөг нэмэгдүүлдэг.
Электроникийн хувьд эд ангиудыг нано хэмжээст болгон жижигрүүлэх нь илүү хурдан процессор, илүү авсаархан төхөөрөмжүүдийг бий болгох боломжийг олгодог. Жишээлбэл, электрон төхөөрөмжүүдийн барилгын материал болох транзисторыг нано хэмжээст болгон бууруулж, тооцоолох хүчин чадал, үр ашгийг нэмэгдүүлэхэд хүргэсэн.
Байгаль орчны хувьд нанотехнологи нь бохирдуулагчийг молекулын түвшинд шингээх эсвэл задлах чадвартай нано бөөмсийг ашиглан бохирдуулагчийг цэвэрлэх шийдлүүдийг санал болгож, байгаль орчныг нөхөн сэргээх үр дүнтэй, үр дүнтэй арга техникийг санал болгодог.
Бодисын тоосонцор шинж чанар нь микроскоп болон наноскопийн түвшинд ертөнцийн талаарх үндсэн ойлголтыг өгдөг. Энэ нь материалын зан байдал, шинж чанарыг тайлбарлахад тусалдаг бөгөөд анагаах ухаан, электроник, байгаль орчны шинжлэх ухаан зэрэг янз бүрийн салбарт инновацийг бий болгоход хүргэдэг. Технологи хөгжихийн хэрээр бидний бодисыг нано хэмжүүрээр удирдах чадвар нь шинжлэх ухааны уран зөгнөлт ертөнц гэж үздэг байсан шинэ боломжуудыг үргэлжлүүлэн хөгжүүлж, урагшлуулах болно. Материйн тоосонцор шинж чанарын үндсэн зарчмуудыг ойлгох нь физик ертөнцийн талаарх бидний мэдлэгийг баяжуулаад зогсохгүй орчин үеийн ертөнцөд шинийг санаачилж, ээдрээтэй сорилтуудыг шийдвэрлэхэд шаардлагатай ойлголтоор хангадаг.
