Công nghệ Nano là gì? Tổng hợp những kiến thức xung quanh công nghệ Nano

Công nghệ nano là một trong những bước tiến vượt bậc của khoa học công nghệ. Sự ra đời và phát triển mạnh mẽ của ngành công nghệ này đã tạo nên bước ngoặt lớn trong sự phát triển của con người. Với bài viết này, Đông Á sẽ chia sẻ những thông tin xoay quanh công nghệ nano và những ứng dụng quan trọng đối với đời sống, sức khỏe con người.

Tổng hợp kiến ​​thức xung quanh công nghệ Nano

1. Tìm hiểu công nghệ Nano là gì?

Đầu tiên, để bạn đọc hiểu rõ hơn về công nghệ nano, chúng ta hãy cùng tìm hiểu về định nghĩa và sự phát triển của ngành công nghệ này.

1.1. Lịch sử phát triển

Từ những năm đầu thế kỷ 21, công nghệ Nano đã được phát hiện và phát triển cho đến ngày nay. Với hàng loạt thiết bị phân tích được phát minh, nổi bật nhất là kính hiển vi đầu dò quét. Chúng có khả năng quan sát kích thước của nguyên tử hoặc phân tử.

Tuy nhiên, trên thực tế, hạt nano đã tồn tại trong thế giới tự nhiên hàng triệu năm. Từ thế kỷ thứ 10, con người đã sử dụng hạt nano để tạo ra vật liệu nano. Chẳng hạn như thủy tinh và gốm sứ với nhiều kiểu dáng, kích cỡ và màu sắc đa dạng. Mặc dù chúng được sử dụng rất nhiều nhưng lại không phải ai cũng biết về chúng.

1.2.Công nghệ Nano là gì?

Như chúng ta đã biết, công nghệ nano là sự nghiên cứu và phát triển khoa học vật liệu, thiết bị thông qua các phân tử, nguyên tử.

Cụ thể, các công nghệ sẽ liên quan đến việc thiết kế, phân tích, chế tạo và ứng dụng các cấu trúc, thiết bị và hệ thống bằng cách kiểm soát kích thước và hình dạng dựa trên thang đo nanomet (nm). Với 1m = 1.000.0000.000nm.

1.3.Kích thước nano

Để có thể hình dung được kích thước của nano, chúng ta có thể xem qua một số ví dụ sau:

Đường kính sợi tóc con người khoảng 80.000-100.000 nanomet

Chiều dài móng tay trong 1 giây bằng 1 nanomet

Một tờ giấy mỏng dày khoảng 100.000 nanomet

Đường kính của nguyên tử vàng là 1/3 nanomet

Chuỗi DNA của con người có đường kính 2,5 nanomet

Trong 1 inch có 25.400.000 nanomet

2. Vật liệu nano

Vật liệu nano là vật liệu có cấu trúc dạng hạt, sợi, ống hoặc tấm mỏng. Chúng có kích thước rất nhỏ, khoảng 1 đến 100 nanomet.

Về trạng thái, vật liệu này thường tồn tại ở ba dạng: rắn, lỏng và khí.

Và tùy theo hình dạng mà chúng được chia thành 3 loại sau:

Vật liệu nano hai chiều (màng mỏng): thường là vật liệu trong đó một chiều có kích thước nano, hai chiều tự do.

Vật liệu nano một chiều (dây nano, ống nano): là vật liệu trong đó một chiều có các electron tự do, hai chiều có kích thước nano.

Vật liệu nano không chiều (cụm nano, hạt nano): cả ba chiều đều có kích thước nano, không còn chiều tự do nào cho electron.

3. Phương pháp chế tạo nano

Thông thường người ta sẽ áp dụng 4 phương pháp sau để tạo Nano:

4 phương pháp sản xuất Nano phổ biến

Phương pháp hóa học ướt:

Các phương pháp hóa học ướt thường bao gồm các phương pháp sol-gel, thủy nhiệt và đồng kết tủa. Sau đó, dưới tác dụng của áp suất, nhiệt độ, pH…, các dung dịch chứa các ion khác nhau sẽ được trộn với nhau theo một tỷ lệ thích hợp và các vật liệu nano sẽ được kết tủa ra khỏi dung dịch. Qua quá trình lọc và sấy khô chúng ta sẽ thu được vật liệu có kích thước nano.

Phương pháp cơ học nano:

Bao gồm các phương pháp hợp kim cơ học, tán đinh và mài. Với phương pháp này, nguyên liệu ở dạng bột sẽ được nghiền thành kích thước nhỏ hơn. Hiện nay, các loại máy nghiền được sử dụng phổ biến là máy nghiền quay hoặc máy nghiền bi hành tinh.

Phương pháp bay hơi nhiệt:

Với các phương pháp lắng đọng vật lý, hóa học, quang khắc và chân không. Bằng ứng dụng hiệu quả của nó trong việc chế tạo lớp phủ bề mặt hoặc màng mỏng, nó có thể được sử dụng để chế tạo các hạt nano từ việc cạo các vật liệu nano khỏi một tấm chắn.

Phương pháp pha khí:

Các phương pháp pha khí thường bao gồm các phương pháp plasma, đốt laser, nhiệt phân, nổ điện và bay hơi ở nhiệt độ cao. Nguyên tắc là hình thành vật liệu nano từ pha khí.

4. Công nghệ Nano có vai trò gì trong cuộc sống?

Với sự phát triển mạnh mẽ, công nghệ Nano được ứng dụng phổ biến trong mọi lĩnh vực của đời sống.

4.1.Trong y học và sinh học

Các hạt nano được áp dụng dưới dạng robot nano xâm nhập vào cơ thể nhằm mục đích can thiệp ở quy mô phân tử hoặc tế bào.

Hiện nay, con người có thể tạo ra các hạt nano có đặc tính sinh học. Với khả năng hỗ trợ chẩn đoán bệnh, tiêu diệt tế bào ung thư, vận chuyển thuốc,…

4.2.Nguồn năng lượng

Ứng dụng phổ biến của pin năng lượng mặt trời

Đóng vai trò nâng cao chất lượng pin năng lượng mặt trời, tăng hiệu suất, khả năng lưu trữ pin và siêu tụ điện.

Ngoài ra, họ còn có thể tạo ra chất siêu dẫn để làm dây dẫn điện truyền tải điện đi những khoảng cách xa…

4.3.Ngành điện tử – cơ khí

Công nghệ nano được sử dụng để giúp chế tạo các linh kiện điện tử nano với tốc độ xử lý cực nhanh.

Bên cạnh đó, chúng còn được dùng để chế tạo những thiết bị ghi thông tin cực nhỏ như làm màn hình điện thoại, máy tính.

Đồng thời tạo ra vật liệu nano siêu nhẹ – siêu bền như sản xuất máy bay, ô tô, tàu vũ trụ…

4.4. Ngành may mặc và thực phẩm

Vì có khả năng thu hút và tiêu diệt vi khuẩn gây mùi khó chịu trên quần áo nên thường được áp dụng trên một số mẫu quần áo thể thao. Ngoài ra, nó còn được sử dụng trong một số loại đồ lót khử mùi.

Dùng trên quần áo thể thao để khử mùi hôi

Không chỉ vậy, công nghệ Nano còn có khả năng làm thay đổi hương vị của thực phẩm. Điều này giúp người ta thưởng thức những món ăn có hương vị vô cùng lạ nhưng vẫn có giá trị dinh dưỡng cao nhờ công nghệ nano thực phẩm.

Ngoài ra, bằng việc tạo ra những vật liệu bảo quản thực phẩm có khả năng tiêu diệt vi khuẩn, công nghệ Nano sẽ giúp con người bảo quản thực phẩm lâu hơn gấp nhiều lần.

4.5.Giảm ô nhiễm môi trường

Bằng việc ứng dụng công nghệ Nano vào quy trình mới, gọn nhẹ hơn, tiết kiệm năng lượng, giảm tác động tới môi trường, có thể thay thế các nguyên liệu, hóa chất và quy trình sản xuất truyền thống gây ô nhiễm môi trường. trường học.

Việc chế tạo thành công màng lọc nano đã góp phần lọc các phân tử ô nhiễm, chất hấp phụ, chất xúc tác nano dùng để xử lý chất thải một cách triệt để và nhanh chóng…

5. Vai trò quan trọng của máy lọc nước Nano

Có thể nói, máy lọc nước Nano là một trong những sản phẩm nổi bật nhất ứng dụng công nghệ Nano. Với màng lọc có cấu trúc lỗ rỗng và kích thước siêu nhỏ, nhằm loại bỏ các tạp chất, bụi bẩn và vi khuẩn tồn tại trong nguồn nước đầu vào.

Máy lọc nước sử dụng công nghệ Nano

Không chỉ vậy, máy lọc còn giúp giữ lại các khoáng chất tự nhiên có trong nước và mang lại lợi ích cho cơ thể con người.

Vì vậy, một chiếc máy lọc nước sử dụng công nghệ Nano chắc chắn là sự lựa chọn hoàn hảo, đảm bảo an toàn và cung cấp nguồn nước sạch phục vụ nhu cầu sinh hoạt của cả gia đình.

6. Công nghệ Nano có tác dụng gì không?

Tuy nhiên, sự xuất hiện của công nghệ Nano đánh dấu một bước ngoặt lớn, thể hiện sự phát triển vượt bậc của ngành khoa học công nghệ. Tuy nhiên, công nghệ Nano vẫn được coi là “con dao hai lưỡi”. Bởi ngoài những ưu điểm, công nghệ Nano vẫn còn nhiều tác dụng phụ.

Theo một số chuyên gia Thụy Sĩ, phân tử Nano có thể làm tổn thương mô cơ thông qua các phản ứng hóa học. Vì vậy, nếu lượng phân tử Nano không được kiểm soát, chúng có thể gây kích ứng, làm gián đoạn quá trình chuyển hóa enzyme và làm tê liệt hệ thống miễn dịch.

Tóm lại, công nghệ Nano có vai trò rất lớn trong mọi mặt của đời sống con người. Hy vọng bài viết này đã cung cấp cho bạn đọc những kiến ​​thức hữu ích cũng như giải đáp cho câu hỏi “Công nghệ Nano là gì?”