Tài liệu CÔNG NGHỆ NANO VÀ NHỮNG ỨNG DỤNG TRONG THỰC TIỄN pptx

Ứng dụng công nghệ Nano

CÔNG NGHỆ NANO VÀ NHỮNG ỨNG DỤNG TRONG THỰC TIỄN

Ngày nay, có thể ta tình cờ nghe một vài vấn đề nào đó hoặc một sản phẩm nào đó có liên

quan đến hai chữ “nano”. Ở khoảng nửa thế kỷ trước, đây thực sự là một vấn đề mang nhiều sự

hoài nghi về tính khả thi, nhưng trong thời đại ngày nay ta có thể thấy được công nghệ nano trở

thành một vấn đề hết sức thời sự và được sự quan tâm nhiều hơn của các nhà khoa học. Các nước

trên thế giới hiện nay đang bước vào một cuộc chạy đua mới về phát triển và ứng dụng công

nghệ nano.

I. Khái niệm về công nghệ Nano

− Công nghệ nano, đọc là công nghệ nanô (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 nanômét (nm,1nm = 10-9 m). Ranh giới giữa công nghệ

nano và khoa học nano đôi khi không rõ ràng, tuy nhiên chúng đều có chung đối tượng là vật liệu

nano. Công nghệ nano bao gồm các vấn đề chính sau đây:

• Cơ sở khoa học nano

• Phương pháp quan sát và can thiệp ở qui mô nm

• Chế tạo vật liệu nano

• Ứng dụng vật liệu nano

− Công nghệ nano là công nghệ xử lý vật chất ở mức nanomet. Công nghệ nano tìm cách

lấy phân tử đơn nguyên tử nhỏ để lắp ráp ra những vật to kích cỡ bình thường để sử dụng, đây là

cách làm từ nhỏ đến to khác với cách làm thông thường từ trên xuống dưới, từ to đến nhỏ.

− Ý tưởng cơ bản về công nghệ nano được đưa ra bởi nhà vật lý học người Mỹ Richard

Feynman vào năm 1959, ông cho rằng khoa học đã đi vào chiều sâu của cấu trúc vật chất đến

từng phân tử, nguyên tử vào sâu hơn nữa. Nhưng thuật ngữ “công nghệ nano” mới bắt đầu được

sử dụng vào năm 1974 do Nario Taniguchi một nhà nghiên cứu tại trường đại học Tokyo sử

dụng để đề cập khả năng chế tạo cấu trúc vi hình của mạch vi điện tử.

− Vật liệu ở thang đo nano, bao gồm các lá nano, sợi và ống nano, hạt nano được điều chế

bằng nhiều cách khác nhau. Ở cấp độ nano, vật liệu sẽ có những tính năng đặc biệt mà vật liệu

truyền thống không có được đó là do sự thu nhỏ kích thước và việc tăng diện tích mặt ngoài của

loại vật liệu này.Để hiểu rõ về công nghệ nano, ta phải tìm hiểu khái niệm về vật liệu nano. Vật

liệu nano là vật liệu trong đó ít nhất một chiều có kích thước nano mét. Về trạng thái của vật

liệu, người ta phân chia thành ba trạng thái, rắn, lỏng và khí. Vật liệu nano được tập trung nghiên

cứu hiện nay, chủ yếu là vật liệu rắn, sau đó mới đến chất lỏng và khí. Về hình dáng vật liệu,

người ta phân ra thành các loại sau:

 Vật liệu nano không chiều (cả ba chiều đều có kích thước nano, không còn

chiều tự do nào cho điện tử), ví dụ, đám nano, hạt nano...

 Vật liệu nano một chiều là vật liệu trong đó hai chiều có kích thước nano, điện

tử được tự do trên một chiều (hai chiều cầm tù), ví dụ, dây nano, ống nano,...

 Vật liệu nano hai chiều là vật liệu trong đó một chiều có kích thước nano, hai

chiều tự do, ví dụ, màng mỏng,...

 Ngoài ra còn có vật liệu có cấu trúc nano hay nanocomposite trong đó chỉ có

một phần của vật liệu có kích thước nm, hoặc cấu trúc của nó có nano không chiều, một chiều,

hai chiều đan xen lẫn nhau

1