Ձեր ննջասենյակում, հյուրասենյակում կամ աշխատասենյակում սովորական պայմաններում կան միլիոնավոր փոշեհատիկներ, որոնք անտեսանելի են փոքր չափերի պատճառով։ Որքան էլ զարմանալի թվա, 1 ոտնաչափ խորանարդում (1 ոտնաչափը հավասար է 30 սմ-ի) կա մոտավորապես 22-23 միլիոն փոշեհատիկ։ Ֆիզիկայում կան ուղղություններ (օրինակ՝ նյութագիտությունը, նանոգիտությունը), որոնց հետազոտությունների ժամանակ գիտնականները գործ ունեն փոշեհատիկից հազարավոր անգամներ փոքր թաղանթների հետ։ Այդ հետազոտությունների ժամանակ անգամ մի փոշեհատիկը կարող է փոխել սինթեզվող նյութի հատկությունները։ 

Հենց դրա համար էլ նյութագիտությամբ ու նանոգիտությամբ զբաղվող ֆիզիկոսներն իրենց որոշ հետազոտությունների ժամանակ օգտագործում են, այսպես կոչված, մաքուր սենյակները։ Անունից էլ պարզ է, որ այս սենյակներում շատ ավելի մաքուր միջավայր է, քան սովորական լաբորատորիաներում, որտեղ փորձեր են իրականացվում։ Իհարկե, կատարյալ մաքրության հասնել հնարավոր չէ, սակայն մաքուր սենյակներում փոշու մակարդակը կառավարելի է, իսկ կառավարելիության աստիճանը կախված է մաքուր սենյակի տեսակից։ Երբ, օրինակ, ասում են 1000 դասի մաքուր սենյակ, նշանակում է, որ այդ սենյակի յուրաքանչյուր 1 ոտնաչափ խորանարդում փոշեհատիկների թիվը չպետք է գերազանցի 1000-ը։

Ինչպես Հայաստանում ստեղծվեց առաջին մաքուր սենյակը

Օրերս Ալիխանյանի անվան ազգային գիտական լաբորատորիայում (ԱԱԳԼ) բացվեց Հայաստանում առաջին [լրացում՝ առաջին 1000 դասի] մաքուր սենյակը։ 1000 դասի մաքուր սենյակը ղեկավարում է ԱԱԳԼ-ի Փորձարարական ֆիզիկայի բաժանմունքի Նանոկառուցվածքների և նանոնյութերի հետազոտության խմբի ղեկավար Նարեկ Մարգարյանը։

Վերջինս պատմում է, որ ԱԱԳԼ-ում մաքուր սենյակ ստեղծելու գաղափարը լաբորատորիայի տնօրեն Անի Ապրահամյանինն է։ Մաքուր սենյակի անհրաժեշտությունն առաջացել է հատկապես միջազգային համագործակցությունների համատեքստում, երբ միջազգային գործընկերները հետաքրքրվել են՝ արդյո՞ք լաբորատորիան ունի մաքուր սենյակ։ 

Նարեկ Մարգարյանը

Մաքուր սենյակ ստեղծելու նախագիծն Անի Ապրահամյանը ներկայացրել է ԱՐՓԱ ինստիտուտին, որն էլ տրամադրել է անհրաժեշտ ֆինանսական աջակցությունը։ Նարեկ Մարգարյանը պատմում է, որ երբ 2020-ին եկավ ԱԱԳԼ, մաքուր սենյակ ստեղծելու գաղափարն արդեն կար, և ինքը սկսեց աջակցել նախագիծը կազմելու աշխատանքներին։ Հետագայում էլ, երբ այն պատրաստման փուլում էր, նա նշանակվեց սենյակի պատասխանատու և սկսեց ակտիվ մասնակցել կազմակերպչական գործերին։

Ինչու է կարևոր ունենալ մաքուր սենյակ

Որպեսզի պատասխանենք այն հարցին, թե ինչու է կարևոր ունենալ մաքուր սենյակ, պետք է նախ հասկանանք, թե ինչքան փոքր չափերի հասնող թաղանթների հետ գործ ունեն գիտնականները։ Նարեկ Մարգարյանը նշում է՝ փոշեհատիկը չափում են միկրոմետրով, որը մեկ միլիոն անգամ փոքր է մեկ մետրից։ Նանոթաղանթները չափում են նանոմետրով, որը մեկ մետրից փոքր է մեկ միլիարդ անգամ։ Ստացվում է, որ փոշեհատիկը հազար անգամ մեծ է նանոթաղանթից, որի հետ լաբորատորիայում աշխատում են գիտնականները։

Նարեկ Մարգարյանը նշում է՝ երբ փոշեհատիկը հայտնվում է նանոթաղանթի վրա, նույնն է, թե հսկա քարը դնեք բարակ թղթի վրա։ Գիտնականի խոսքով՝ անգամ երբ իրենք գործ ունեն ոչ թե նանոթաղանթների, այլ միկրոթաղանթների հետ, որոնք չափերով ավելի մեծ են, փոշեհատիկները կարող են խանգարել որոշ գործընթացների։ Միկրոթաղաթն ու փոշեհատիկն ունեն գրեթե նույն չափը, սակայն եթե միկրթողաթանթների արանքում փոշեհատիկ հայտնվի, ապա գիտնականները չեն ստանա այն հատկություններով նյութերը, որոնք անհրաժեշտ են նրանց։

Ավելին՝ փոշեհատիկները կարող են խանգարել նաև այն դեպքում, երբ, օրինակ, կես միլիմետր հաստությամբ նյութեր են սինթեզվում։ Նարեկ Մարգարյանը նշում է, որ եթե իրենց անհրաժեշտ է սինթեզել, օրինակ, որևէ կիսահաղորդչային նյութ (կիսահաղոդիչները նյութեր են, որոնց հաղորդականությունը հեշտ է կառավարել դրանց ֆիզիակական և քիմիական հատկությունների շնորհիվ, մանրամասն՝ այստեղ), և այդ նյութի մեջ հայտնվում են փոշեհատիկներ, ապա դրանք ազդում են նյութի հաղորդականության և այլ պարամետրերի վրա։

Եվ որպեսզի գիտնականները կարողանան ստանալ իրենց անհրաժեշտ հատկություններով նյութեր, կլինեն դրանք նանոթաղանթներ թե միկրոթաղանթներ, անհրաժեշտ է հետազոտություններն իրականացնել մաքուր սենյակում։

Բարի գալուստ մաքուր սենյակ

ԱԱԳԼ-ի մաքուր սենյակն ի սկզբանե այնպես է նախագծվել, որ այնտեղ օդի աղտոտում հնարավորինս քիչ տեղի ունենա․ կահույքն ամբողջությամբ պատրաստված է չժանգոտվող մետաղից, հագուստներն ու ներկանյութերն այնպես են ընտրված, որ փոշի չեն արտադրում։ Բացի այդ՝ դրսի օդը սենյակ է մտնում միայն ֆիլտրվելուց հետո։ Հաշվի առնելով, որ սենյակում խոսելիս կամ շնչելիս օդը կարող է աղտոտվել, սենյակի ներսում ևս օդը պարբերաբար ֆիլտրացվում է։

«Շատ կառավարելի մակարդակի, իդեալականին մոտիկ մաքրություն պիտի լինի։ Օդն այնտեղ անընդհատ ֆիլտրացվում է․ 1 ժամվա ընթացքում 90-180 անգամ պետք է ամբողջ սենյակի օդը փոխվի»,- ասում է Նարեկ Մարգարյանը։ 

Գիտնականները հետազոտություններ իրականացնելու համար միջանցքից մաքուր սենյակ միանգամից գնալ չեն կարող։ Միջանցքի և մաքուր սենյակի միջև կա նախասենյակի նման հատված, որտեղ նրանք նախ բախիլներ ու գլխանոցներ են հագնում։ Հաջորդ հատվածում նրանք հագնում են հատուկ համազգեսներ, դիմակ և պաշտպանիչ ակնոց, մտնում օդային ցնցուղ կոչվող խցիկ, որտեղ ախտահանվում է նրանց համազգեստը։ Այս բոլոր փուլերից հետո միայն նրանց առաջ կբացվի մաքուր սենյակ տանող դուռը։

ԱԱԳԼ-ի մաքուր սենյակը, լուսանկարը՝ Նարեկ Մարգարյանի

Իսկ սենյակում աշխատելու համար հատուկ պայմաններ կան․ այստեղ չի կարելի տանել իրեր, որոնց պատճառով օդը կարող է աղտոտվել։ Օրինակ, եթե մաքուր սենյակում համակարգիչ հայտնվի, դրա օդափոխիչ համակարգի պատճառով օդը կարող է հավելյալ աղտոտվել, ինչն արգելվում է

ԱԱԳԼ-ում մաքուր սենյակն արդեն օգտագործվում է

Նարեկ Մարգարյանը նշում է, որ ԱԱԳԼ-ում արդեն երկու դրամաշնորհային ծրագրով գիտնականներն օգտագործում են մաքուր սենյակը։ Առաջին ծրագրի շրջանակում, որի աշխատանքներին մասնակցում է նաև Նարեկ Մարգարյանը, մի քանի տեսակի նանոնյութերով գիտնականները փորձում են բազմաշերտ կառուցվածքներ ստանալ։ 

«Բացի այն, որ այս նյութերը պետք է հնարավորինս մաքուր սինթեզվեն, նաև պետք է, որ այդ նյութերի շերտերը կառուցելիս շերտերի արանքում փոշի չներթափանցի»,- նշում է Նարեկ Մարգարյանը։ 

Արդյունքում այդ շերտավոր կառուցվածքները պիտի ունենան ֆիզիակական այնպիսի հատկություններ, որ օգտագործվեն արևային կայաններում՝ արևային էներգիան փոխակերպելով էլեկտրականի։ Նարեկ Մարգարյանի խոսքով՝ իրենց նպատական է նաև ստանալ այնպիսի կառուցվածքներ, որոնք դիմացկուն կլինեն, կունենան պաշտպանիչ շերտ, օրինակ, անձրևաջրերի դեմ։

ԱԱԳԼ-ի մյուս ծրագիրը ղեկավարում է Նարեկ Մարգարյանը։ Այս ծրագրի շրջանակում իրականացվող հետազոտությունները վերաբերում են գրաֆենին (ածխածնի ատոմներից կազմված նյութ)։

Նարեկ Մարգարյանը նշում է, որ գրաֆենը կարող է կիրառվել տարբեր ուղղություններում։ Նախ, սա այն նյութերից մեկն է, որը ներառվում է արևային կայանների համար պատրաստվող բազմաշերտ կառուցվածքներում։ ԱԱԳԼ-ի գիտնականների առջև դրված խնդիրներից մեկն էլ գրաֆենի կիրառմամբ նոր տեսակի դետեկտորների նախագծումն ու  պատրաստումն է։

Նարեկ Մարգարյանի խոսքով իրենց մաքուր սենյակը բաց է նաև այլ ինստիտուտների, ինչպես նաև համալսարանների գիտական խմբերի և ուսանողների համար․ «Բնականաբար, մենք կունենանք որոշակի պայմաններ՝ հաշվի առնելով, որ սենյակի մաքրությունը պետք է պահել, սենյակի աշխատանքային վիճակը պետք է շարունակական լինի։ Այդ ամեն ինչը հաշվի առնելն իր դրսևորումը կունենա այն պայմաններում, որով իրենք կգան մեզ մոտ հետազոտություն անելու»։

Նա նշում է, որ իրենք նաև համագործակցություն են սկսել մասնավոր հատվածի հետ․ շուտով պայմանագիր են ստորագրելու էլեկտրոնիկայով զբաղվող մի ընկերության հետ, որը մաքուր սենյակում իր աշխատանքներն է իրականացնելու։

Նարեկ Մարգարյանը հույս է հայտնում, որ իրենց օրինակը նախադեպ կլինի, և Հայաստանի այլ գիտական հաստատություններում ևս հետազոտությունների համար մաքուր սենյակներ կբացվեն։

Գլխավոր լուսանկարը՝ Նարեկ Մարգարյանի

Աննա Սահակյան