Công nghệ nano được gọi là một công cụ mạnh mẽ để giải quyết các thách thức về môi trường và y tế. Các sản phẩm được phát triển từ công nghệ này luôn thu hút sự quan tâm đặc biệt của người tiêu dùng. Vậy hãy cùng Snano tìm hiểu về công nghệ đặc biệt này trong bài viết sau.
Khám phá công nghệ nano và ứng dụng trong đời sống hiện nay
Khái niệm công nghệ nano
Công nghệ nano là một lĩnh vực nghiên cứu và phát triển khoa học vật liệu cũng như các thiết bị thông qua nguyên tử và phân tử. Thường thì công nghệ nano được áp dụng rộng rãi trong lĩnh vực công nghiệp. Một nanomet (1nm) sẽ có đường kính gấp mười lần một nguyên tử hydro. Để minh họa, trung bình đường kính sợi tóc của con người là khoảng 80.000 nanomet. Nano đòi hỏi áp dụng các nguyên tắc vật lý và hóa học đặc biệt. Ví dụ, ống nano carbon có thể cứng hơn thép lên đến 100 lần, nhưng lại nhẹ gấp 6 lần.
>> Xem thêm:
Những ví dụ tiêu biểu về kích thước nhỏ bé của nano
- Để hình dung được kích thước siêu nhỏ của nano, bạn có thể tham khảo các ví dụ sau:
- Một tờ giấy thông thường mỏng có độ dày khoảng 100.000 nanomet.
- Chuỗi ADN của con người có đường kính khoảng 2,5 nanomet.
- Trong một inch, tức là khoảng 2,54 centimet, có tới 25.400.000 nanomet. Đây là một con số khổng lồ so với nano.
- Đường kính của một sợi tóc con người khoảng từ 80.000 đến 100.000 nanomet.
- Đường kính của một nguyên tử vàng tương đương với khoảng 1/3 nanomet.
- Nếu bạn để móng tay dài trong vòng một giây, thì chiều dài của nó là 1 nanomet.
Những phương pháp chính để sản xuất vật liệu nano
Phương pháp chế tạo “từ trên xuống”
Nghiền cơ học hoặc phân tán chất lỏng
Nghiền cơ học và phân tán chất lỏng là hai phương pháp đặc trưng của công nghệ nano “từ trên xuống” (top-down). Ban đầu, chúng thường được áp dụng để xử lý bột kim loại với kích thước hạt ở mức micron. Tuy nhiên, khi chuyển sang kích thước nano mét, hiệu suất của chúng giảm đáng kể. Trong trường hợp này, chi phí năng lượng để vượt qua sức căng bề mặt trong quá trình hình thành bề mặt hạt nano (lực bám dính) trở nên rất lớn. Hơn nữa, các phương pháp này gặp khó khăn trong việc thu nhận các hạt nano với phổ phân bố kích thước hạt chụm. Vì vậy, ngày nay, chúng khó có thể cạnh tranh với phương pháp hóa-lý “từ dưới lên” (bottom-up), nơi hạt nano được tạo ra từ các nguyên tử hoặc phân tử riêng biệt.
Phương pháp lắng đọng chân không vật lý (PVD)
Quá trình công nghệ này bao gồm ba giai đoạn liên tiếp: hóa hơi vật liệu, vận chuyển chất hơi đến khu vực đế và ngưng tụ. Vật liệu được hóa hơi ở nhiệt độ 500 – 1200oC và ngưng tụ trên bề mặt đế lạnh dưới dạng bột kích thước nano. Để giảm thiểu động năng của nguyên tử hóa hơi và tạo điều kiện thuận lợi cho việc ngưng tụ, quá trình thường được thực hiện trong môi trường khí trơ He hoặc Ar và áp suất thấp (103 Pa).
Phương pháp lắng đọng chân không hóa học (CVD)
Trong phương pháp CVD, tiền chất được bốc hơi, sau đó các nguyên tử hóa hơi khuếch tán đến bề mặt đế đã được đốt nóng để phản ứng với nguyên tử hóa hơi của chất thứ hai. Từ đó tạo ra sản phẩm rắn dưới dạng các hạt nano. Trong khi đó, thành phần bay hơi được loại bỏ.
Phương pháp laze bóc lớp (Laser Ablation)
Ở phương pháp này, vật liệu được hóa hơi bởi xung laze và sau đó ngưng tụ thành hạt nano. Khác với phương pháp PVD, quá trình bóc lớp laze được thực hiện với bia rắn ngâm trong dung dịch. Các hạt nano thu được dưới dạng dung dịch keo, giúp chúng có thể chiếu laze nhiều lần và tạo ra kích thước nhỏ hơn.
Phương pháp chế tạo “từ dưới lên”
Phương pháp vật lý “từ dưới lên”
Tạo vật liệu nano từ nguyên tử bằng cách sử dụng các phương pháp vật lý như bốc bay nhiệt và chuyển pha. Nguyên tử để hình thành vật liệu nano được tạo ra từ các phương pháp vật lý như đốt, phún xạ, hoặc phóng điện hồ quang. Phương pháp chuyển pha đòi hỏi vật liệu nung nóng và nguội nhanh để tạo ra trạng thái vô định hình; xử lý nhiệt để chuyển pha từ trạng thái vô định hình đến tinh thể (phương pháp nguội nhanh).
Phương pháp hóa học “từ dưới lên”
Tạo vật liệu nano từ các ion, phương pháp này đa dạng tùy thuộc vào vật liệu cụ thể và yêu cầu sự thay đổi kỹ thuật chế tạo. Tuy nhiên, phương pháp hóa học có thể phân loại thành hai loại chính: tạo vật liệu nano từ pha lỏng (khử hóa học, kết tủa, sol-gel,…) và từ pha khí (nhiệt phân, khử hóa học…). Các phương pháp này cho phép tạo ra các hạt nano, dây nano, ống nano, màng nano, và bột nano…
Phương pháp kết hợp “từ dưới lên”
Phương pháp này sử dụng cả nguyên tắc vật lý và hóa học, như điện phân, ngưng tụ từ pha khí, kết tủa với sự hỗ trợ của năng lượng sóng vi ba hoặc sóng siêu âm. Phương pháp này cũng có thể tạo ra nhiều sản phẩm nano khác nhau. Đối với các quốc gia đang phát triển, nơi có hạn ch
Công nghệ nano được ứng dụng rộng rãi trong đời sống
Công nghệ nano được ứng dụng rộng rãi trong đời sống
Công nghệ nano đã được ứng dụng đa dạng trong nhiều lĩnh vực khác nhau. Dưới đây là một số ví dụ về những ứng dụng quan trọng của công nghệ nano:
- Thực phẩm. Công nghệ nano đã thúc đẩy sự cải thiện trong lĩnh vực thực phẩm. Sản phẩm thực phẩm và nước uống chế tạo bằng nano thường có hương vị tốt hơn và giá trị dinh dưỡng cao hơn.
- May mặc. Công nghệ nano đã đánh bại khái niệm về quần áo không thể chống mùi hôi. Với nano, quần áo có khả năng tiêu diệt vi khuẩn và khử mùi hôi.
- Cơ khí – Điện tử. Công nghệ nano đã cung cấp các linh kiện điện tử tiên tiến với tốc độ nhanh và hiệu suất cao.
- Năng lượng. Trong lĩnh vực năng lượng, nano được sử dụng để tạo ra pin mặt trời hiệu suất cao, cải thiện năng suất pin và siêu tụ điện.
- Y học. Công nghệ nano có ứng dụng quan trọng trong lĩnh vực y học. Các hạt nano an toàn được sử dụng để tạo ra các robot có khả năng di chuyển và hoạt động trong cơ thể con người.
- Môi trường. Công nghệ nano có khả năng giảm sử dụng các hóa chất độc hại và vật liệu gây ô nhiễm môi trường.
- Xây dựng. Công nghệ nano đã thúc đẩy sự phát triển của các công trình xây dựng hiện đại. Ngôi nhà được xây dựng với công nghệ nano có thể tối ưu hóa hiệu suất và thân thiện với môi trường.
Công nghệ nano là một công cụ có tác động to lớn đối với nhiều khía cạnh trong cuộc sống của con người.
Kết luận
Công nghệ nano đã đem đến một cuộc cách mạng mạnh mẽ trong nhiều lĩnh vực đời sống, từ y học, thực phẩm, đến năng lượng và môi trường. Việc nghiên cứu và áp dụng nano sẽ tiếp tục đóng vai trò quan trọng trong việc giải quyết các thách thức toàn cầu. Dược phẩm Snano đã và đang áp dụng công nghệ nano một cách đột phá để sản xuất các sản phẩm dược phẩm và thực phẩm chức năng với sứ mệnh cải thiện sức khỏe. Hãy đến ngay với Snano để sở hữu những sản phẩm chất lượng và tốt cho sức khỏe mỗi ngày. Chúng tôi cam kết mang đến cho quý khách hàng những sản phẩm được sản xuất với công nghệ nano tiên tiến, giúp nâng cao chất lượng cuộc sống và sức khỏe hiệu quả! Mọi chi tiết xin vui lòng liên hệ:
