Người chế tạo ống nano carbon

Những chiếc bình đen đựng vật liệu ống nano carbon với ứng dụng lớn, nhìn bằng mắt thường, người ta dễ tưởng trong đó là bột than. Thực ra, đó là sản phẩm công nghệ cao được PGS. TS. Phan Ngọc Minh cùng các đồng nghiệp của Viện Khoa học Vật liệu, Viện KHCN Việt Nam tạo ra bằng những thiết bị tự chế tạo "công nghệ thấp". 

Vật liệu tiềm năng 

PGS. TS. Phan Ngọc Minh

“Nghiên cứu vật liệu ống nano carbon (CNTs) có nhiều triển vọng cả trong nghiên cứu cơ bản và nghiên cứu ứng dụng. Lĩnh vực này tiềm ẩn những ứng dụng quan trọng đối với xã hội”, TS Minh cho biết. Nhóm nghiên cứu đã tự xây dựng thiết kế những thiết bị cần thiết để hình thành một quy trình thực nghiệm đồng bộ. “Phòng thí nghiệm của chúng tôi đã tiếp cận đối tượng vật liệu mới này từ việc xây dựng thiết bị thí nghiệm tổng hợp, chế tạo trên cơ sở phương pháp hóa học lắng đọng pha hơi, nghiên cứu các điều kiện công nghệ chế tạo, áp dụng và xây dựng một số phép đo đạc”, TS Phan Ngọc Minh cho biết.

Nhóm nghiên cứu đã xây dựng thiết bị tạo vật liệu và nghiên cứu thành công quy trình công nghệ hoàn chỉnh, giá thành hạ thích hợp với điều kiện Việt Nam. “Một trong những nhiệm vụ của các nghiên cứu về CNTs hiện nay là tổng hợp vật liệu với số lượng lớn, độ sạch cao và giá thành rẻ. Chúng tôi đã phát triển phương pháp CVD và đã có kết quả tạo được những vật liệu ban đầu đáp ứng được mục tiêu trên”, TS Minh cho biết.

Cùng với việc tổng hợp vật liệu, nhóm nghiên cứu đã tiến hành thử nghiệm các công nghệ làm sạch vật liệu CNTs nhằm nâng cao độ sạch vật liệu lên trên 95%. Hiện tại “năng suất” tạo vật liệu CNTs trong quy mô phòng thí nghiệm đạt 100-300g/ngày với độ sạch 95% và tiến tới có thể nâng “công suất” lên gấp nhiều lần. Giá vật liệu CNTs do Viện chế tạo sẽ tương đương với sản phẩm của Trung Quốc (khoảng 0,5 USD/g), trong khi chất lượng có ưu thế vượt trội.

Đi tìm "những cái bắt tay”

Sau khi chế tạo được sản phẩm có tính năng “độc nhất vô nhị” như vậy, Nhóm nghiên cứu lại bắt đầu một cuộc "chinh phục" mới: triển khai ứng dụng sản phẩm.

“Hiện tại, các nhà khoa học của Viện Khoa học Vật liệu đang tiến hành nghiên cứu ứng dụng nhiều loại vật liệu kích thước nanô, chẳng hạn vật liệu chấm lượng tử để làm chất đánh dấu sinh học, vật liệu từ kích thước nanô ứng dụng trong y sinh, vật liệu nanô cho chiếu sáng hiệu năng cao, vật liệu xúc tác kích thước nanô, chế tạo các thiết bị cảm biến đo độ ẩm, độ cồn, chế tạo các đầu dò cho các kính hiển vi quét đầu dò phân giải cao, tạo nguồn phát xạ điện tử công suất thấp…, hướng nghiên cứu về vật liệu CNTs sẽ được tập trung mạnh”, TS Minh cho biết.

“Nghiên cứu về CNTs thuộc hướng nghiên cứu công nghệ cao, nhưng không phải chờ hàng chục năm nữa chúng ta mới có đủ khả năng ứng dụng trong công nghiệp. Trong điều kiện hiện nay, nhiều doanh nghiệp hoàn toàn có thể khai thác các tính chất siêu việt của loại vật liệu này, hay các vật liệu nanô khác để biến thành các sản phẩm cụ thể cho thị trường” - TS Minh nói - “Công nghệ ứng dụng CNTs đơn giản, nhưng hiệu quả lại nhìn thấy”.

Mặc dù vật liệu nano có tiềm năng ứng dụng lớn là vậy, nhưng bài toán hóc búa đặt ra cho các nhà khoa học là làm thế nào để khai thác ứng dụng và thương mại hóa. “Hiện tại, tiềm năng ứng dụng CNTs để biến thành “Củ khoai, củ sắn” rất khó khăn”, TS Minh bộc bạch. Theo anh, các doanh nghiệp, khu công nghiệp chưa có thói quen và nhu cầu bắt tay với các phòng thí nghiệm nên có nhiều nghiên cứu với khả năng ứng dụng cao vẫn... “đắp chiếu”, và những vật liệu CNTs sản xuất trong quy mô phòng thí nghiệm vẫn chỉ là tiềm năng. Anh nhận định nguyên nhân chính là các doanh nghiệp công nghệ trong nước chưa phát triển, vẫn chủ yếu là lắp ráp và làm thương mại là nhiều nên thường mua những cái có sẵn, rẻ, mà chưa đầu tư vào nghiên cứu hay bắt tay với các nhà khoa học.