Công nghệ nano và những ứng dụng của công nghệ nano

  • 2.942

Thuật ngữ công nghệ Nano ngày này rất phổ biến, chắc hẳn ai ai cũng đã từng nghe qua. Nhưng thực sự công nghệ nano là gì thì không phải mấy ai cũng biết.

Công nghệ nano là gì?

Công nghệ nano, (tiếng Anh: nanotechnology) là ngành công nghệ liên quan đến việc thiết kế, phân tích, chế tạo và ứng dụng các cấu trúc, thiết bị và hệ thống bằng việc điều khiển hình dáng, kích thước trên quy mô nanomet (nm, 1 nm = 10−9 m).

 Công nghệ này cũng được đánh giá là sạch (ít gây ô nhiễm) và hiệu quả hơn các công nghệ hiện tại.
Công nghệ này cũng được đánh giá là sạch (ít gây ô nhiễm) và hiệu quả hơn các công nghệ hiện tại.

Công nghệ nano có ứng dụng rất lớn trong cuộc sống và là một công nghệ triển vọng ngay tại thời điểm hiện tại lẫn tương lai. Thử tưởng tượng có những thiết bị nhỏ cỡ nano có thể đi vào trong con người, tìm ra các bộ phận bị "ốm" và tuyệt hơn là góp phần làm bộ phận đó "khỏe" trở lại. Công nghệ này cũng được đánh giá là sạch (ít gây ô nhiễm) và hiệu quả hơn các công nghệ hiện tại.

Ứng dụng của công nghệ nano

1. Công nghệ nano có thể cứu sống bạn

Y tế là một trong những ứng dụng lớn nhất của công nghệ nano. Ví dụ như việc điều trị bệnh ung thư, nhiều phương pháp điều trị khác nhau đã được thử nghiệm để có thể hạn chế các khối u phát triển và tiêu diệt chúng ở cấp độ tế bào. Một nghiên cứu đã cho kết quả rất khả quan khi sử dụng các hạt nano vàng để chống lại nhiều loại ung thư. Các hạt nano này sẽ được đưa đến các khối u bên trong cơ thể, sau đó chúng được tăng nhiệt độ bằng tia laser hồng ngoại chiếu từ bên ngoài để có thể tiêu diệt các khối u.

Y tế là một trong những ứng dụng lớn nhất của công nghệ nano.
Y tế là một trong những ứng dụng lớn nhất của công nghệ nano.

Không dừng lại ở đó, các nhà khoa học còn nghiên cứu một dự án nanorobot vô cùng đặc biệt. Với những chú robot có kích thước siêu nhỏ, có thể đi vào bên trong cơ thể con người để đưa thuốc điều trị đến những bộ phận cần thiết. Việc cung cấp thuốc một cách trực tiếp như vậy sẽ làm tăng khả năng cũng như hiệu quả điều trị.

Công nghệ nano trong tương lai không xa sẽ giúp con người chống lại căn bênh ung thư quái ác. Ngay cả những căn bênh ung thư khó chữa nhất như ung thư não, các bác sĩ sẽ có thể dễ dàng điều trị mà không cần mở hộp sọ của bệnh nhân hay bất kỳ phương pháp hóa trị độc hại nào.

2. Công nghệ nano trong các đồ điện tử quanh chúng ta

Công nghệ nano cũng đóng góp không nhỏ trong lĩnh vực điện tử, đặc biệt là công nghệ năng lượng.
Công nghệ nano cũng đóng góp không nhỏ trong lĩnh vực điện tử, đặc biệt là công nghệ năng lượng.

Nhắc đến công nghệ nano, có thể bạn sẽ nghĩ đến những dự án khoa học đang được tiến hành bởi các giáo sư hàng đầu trong phòng thí nghiệm, những công nghệ cao cấp và tiên tiến nhất. Tuy nhiên thực tế có thể bạn đang sử dụng một số sản phẩm của công nghệ nano ngay lúc này. Những bộ vi xử lý được làm từ vật liệu nano khá phổ biến trên thị trường, một số sản phẩm như chuột, bàn phím cũng được phủ một lớp nano kháng khuẩn.

Công nghệ nano cũng đóng góp không nhỏ trong lĩnh vực điện tử, đặc biệt là công nghệ năng lượng. Pin nano trong tương lai sẽ có cấu tạo theo kiểu ống nanowhiskers. Cấu trúc ống này sẽ khiến các cực của pin có diện tích bề mặt lớn hơn rất nhiều lần, giúp nó lưu trữ được nhiều điện năng hơn. Trong khi kích thước của viên pin sẽ ngày càng được thu hẹp lại.

3. Công nghệ nano trong ứng dụng may mặc

Ngành công nghiệp thời trang đã bước sang một trang mới với việc áp dụng công nghệ nano trong một số loại vải đặc biệt.
Ngành công nghiệp thời trang đã bước sang một trang mới với việc áp dụng công nghệ nano trong một số loại vải đặc biệt.

Kể từ đầu những năm 2000, ngành công nghiệp thời trang đã bước sang một trang mới với việc áp dụng công nghệ nano trong một số loại vải đặc biệt. Một ý tưởng vô cùng đặc biệt với loại quần áo có khả năng diệt vi khuẩn gây mùi hôi khó chịu trong quần áo đã trở thành hiện thực với việc áp dụng các hạt nano bạc. Các hạt nano bạc này có thể thu hút các vi khuẩn và tiêu diệt các tế bào của chúng. Ứng dụng hữu ích này đã được áp dụng trên một số mẫu quần áo thể thao và đặc biệt hơn là được sử dụng trong một loại quần lót khử mùi.

Không chỉ dừng lại ở công dụng khử mùi, công nghệ nano có thể biến chiếc áo bạn đang mặc thành một trạm phát điện di động. Sử dụng các nguồn năng lượng như gió, năng lượng mặt trời và với công nghệ nano bạn sẽ có thể sạc điện cho chiếc smartphone của mình mọi lúc mọi nơi. Ứng dụng này còn được sử dụng rộng rãi hơn với ý tưởng chế tạo những chiếc buồm bằng vật liệu nano, với khả năng chuyển hóa năng lượng tự nhiên thành điện năng. Tuy nhiên ứng dụng này vẫn đang trong quá trình thử nghiệm.

4. Công nghệ nano trong tự nhiên

Ứng dụng của công nghệ nano hiện nay đều có thể tìm thấy trong tự nhiên.
Ứng dụng của công nghệ nano hiện nay đều có thể tìm thấy trong tự nhiên.

Có một sự thật là các ứng dụng của công nghệ nano hiện nay đều có thể tìm thấy trong tự nhiên. Ví dụ như một ứng dụng của công nghệ nano trên các loại vải khiến chúng không thấm nước và bụi bẩn, bạn có thể thấy điều tương tự khi những giọt nước lăn trên bề mặt của lá sen. Bề mặt của lá sen được bao phủ bởi một lớp lông đặc biệt có kích thước cỡ nanomet, khiến những giọt nước không thể ngấm hay bám vào bề mặt của lá. Mô phỏng điều này, các nhà khoa học đã tạo ra một lớp ống nano siêu nhỏ trên bề mặt của vải và từ đó tạo ra những bộ quần áo không thấm nước và chống bụi bẩn.

Một ví dụ khắc với loài tắc kè trong dự án nghiên cứu một thiết bị đi trên tường của nhóm nghiên cứu Robert Full tại đại học Berkeley. Các nhà khoa học đã phát hiện ra rằng, mỗi ngón chân của tắc kè được bao phủ bởi một lớp lông có kích thước siêu nhỏ, giúp chúng có thể bám dính vào các bề mặt mịn theo lực van der Waals (độ bám dính giữa các phân tử). Mô phỏng điều đó, các nhà khoa học cũng tạo ra những miếng đệm với lớp ống nano siêu nhỏ mà có thể hỗ trợ những người leo núi bám tốt hơn trên các vách đá.

Xã hội con người hiện nay đã rất phát triển, tuy nhiên chúng ta vẫn đang học tập rất nhiều điều từ tự nhiên. Điều quan trọng là các công nghệ khoa học phát triển phải góp phần thúc đẩy sự sống, chứ không phải tiêu diệt sự sống của thiên nhiên.

5. Thực phẩm từ công nghệ nano

Công nghệ nano cũng sẽ giúp lưu trữ thực phẩm được lâu hơn
Công nghệ nano cũng sẽ giúp lưu trữ thực phẩm được lâu hơn.

Công nghệ nano là những nghiên cứu, phân tích và thiết kế trên quy mô rất nhỏ cỡ nano met, vậy nếu sử dụng công nghệ nano để làm đồ ăn thì liệu bao nhiêu mới đủ giúp chúng ta no? Thật may là chúng ta sẽ không ăn các đồ ăn được làm ra từ công nghệ nano, tuy nhiên công nghệ nano sẽ làm thay đổi cách thức chúng ta ăn các món ăn hàng ngày.

Các nhà khoa học đã tiến hành thử nghiệm thay đổi các loại thực phẩm ở cấp độ nguyên tử và phân tử, khiến các loại thực phẩm này thay đổi hương vị cũng như giàu dinh dưỡng hơn. Điều này đồng nghĩa với việc chúng ta sẽ được thưởng thức những món ăn với hương vị vô cùng lạ mà giá trị dinh dưỡng vẫn cao nhờ công nghệ nano thực phẩm.

Công nghệ nano cũng sẽ giúp lưu trữ thực phẩm được lâu hơn nhiều lần bằng cách tạo ra những vật liệu đựng thực phẩm có khả năng diệt khuẩn. Chúng ta có thể thấy nhiều loại tủ lạnh hiện nay được phủ một lớp nano bạc bên trong để tiêu diệt vi khuẩn. Thậm chí một số loại hộp thực phẩm cao cấp hiện nay cũng được phủ một lớp bạc nano bên trong.

6. Công nghệ nano và tương lai

Công nghệ nano có khả năng tiềm tàng rất lớn.
Công nghệ nano có khả năng tiềm tàng rất lớn.

Các nhà khoa học đều khẳng định về vai trò của công nghệ nano. Tuy nhiên, không phải bất cứ lĩnh vực nào cũng có thể áp dụng được công nghệ này. Đằng sau nó là một loạt những liên quan về yếu tố đạo đức (khi sử dụng nanotech để can thiệp vào việc biến đổi gen), yếu tố xã hội và cả yếu tố con người.

Bộ trưởng Bộ Khoa học Công nghệ Anh, Lord Sainsbury nói: "Công nghệ nano có khả năng tiềm tàng rất lớn. Nó có thể đem lại rất nhiều lợi ích trong rất nhiều lĩnh vực khác nhau. Tuy nhiên, chúng ta buộc phải xem xét chúng dưới một góc độ khác, góc độ đạo đức, sức khoẻ, sự an toàn và phản ứng xã hội".

Chính vì thế, nước Anh đã nhanh chóng cho nghiên cứu các khả năng phát triển của loại hình công nghệ này và đưa chúng vào các điều luật ứng dụng chặt chẽ. Tuy nhiên giới khoa học đều dự báo, trong tương lai không xa, công nghệ nano sẽ chiếm lĩnh hầu hết các lĩnh vực khoa học chủ đạo của con người.

Cập nhật: 20/04/2017 Theo Genk
  • 2.942

Theo dõi cộng đồng KhoaHoc.tv trên facebook