Công nghệ Nano được mệnh danh là “phương thuốc vàng” trong việc giải quyết các vấn đề về môi trường và chăm sóc sức khỏe. Những sản phẩm được cải tiến từ công nghệ Nano luôn chiếm được sự quan tâm đặc biệt từ người tiêu dùng. Hãy cùng Máy Lọc Nước BKNOW đi tìm hiểu thêm về công nghệ Nano và những ứng dụng trong đời sống qua bài viết bên dưới nhé!
Công nghệ Nano là gì?
Công nghệ Nano được hiểu là một ngành nghiên cứu, phát triển khoa học vật liệu và các thiết bị thông qua nguyên tử và phân tử. Thông thường, công nghệ Nano được sử dụng nhằm phục vụ cho lĩnh vực công nghiệp. Theo ước tính, một nanomet sẽ có kích thước gấp mười lần đường kính của một nguyên tử hydro.
Trung bình, sợi tóc của con người có đường kính khoảng 80.000 nanomet. Với quy mô đó, chúng ta không thể áp dụng các nguyên tắc vật lý và hóa học thông thường khi nói về công nghệ Nano. Có thể thấy, một ống Nano carbon có thể cứng hơn thép 100 lần nhưng lại nhẹ hơn gấp 6 lần. Nano là một hạt siêu nhỏ mà ta không thể nhìn thấy chúng bằng mắt thường. Tuy nhiên, con người có thể nhìn thấy chúng qua kính hiển vi chuyên dụng. Thời đại của công nghệ Nano bắt đầu khởi sắc khi các nhà khoa học bắt đầu chế tạo ra những công cụ phù hợp. Điển hình như kính hiển vi lực nguyên tử (AFM), kính hiển vi quét đường hầm (STM).
Mặc dù công nghệ Nano còn khá mới mẻ nhưng những vật liệu được cấu tạo từ Nano đã được đưa vào ứng dụng từ nhiều thập kỷ trước. Điển hình như những cửa sổ kính màu tại các nhà thờ thời Trung cổ.
Trong thời đại hiện nay, các nhà khoa học đã cố gắng tạo ra các vật liệu có kích thước Nano. Tận dụng tính năng của chúng như: Cường độ cao, trọng lượng nhẹ, có khả năng kiểm soát quang phổ ánh sáng, phản ứng hóa học lớn hơn các vật liệu khác có cùng quy mô,… Từ đó tạo ra những sản phẩm có giá trị lâu dài và mang lại hiệu quả cao.
Kích thước Nano nhỏ bé như thế nào?
Bạn có thể hình dung được kích thước Nano thông qua một số hình ảnh sau:
- Một tờ giấy mỏng dày khoảng 100.000 nanomet.
- Đường kính một sợi tóc con người khoảng 80.000 – 100.000 nanomet.
- Đường kính của một nguyên tử vàng bằng ⅓ nanomet.
- Móng tay của bạn dài trong 1s bằng 1 nanomet.
- Trong 1 inch có 25.400.000 nanomet.
- Chuỗi ADN của con người có đường kính 2,5 nanomet.
Các phương pháp chế tạo vật liệu Nano
Phương pháp ướt
Phương pháp này còn được gọi với những cái tên khác nhau như: Phương pháp thủy, đồng kết tủa, sol-gel. Với phương pháp ướt, những dung dịch ion khác nhau sẽ được hòa trộn theo một tỷ lệ nhất định. Hỗn hợp này sẽ chịu tác động bởi một số thành phần ngoại lực như: Độ pH, áp suất, nhiệt độ,… Sau một khoảng thời gian, dung dịch này sẽ thu được một lượng vật liệu Nano đã được kết tủa. Cuối cùng, các vật liệu này sẽ trải qua quá trình sàng lọc, sấy khô và tạo nên thành phẩm có kích thước Nano.
Phương pháp cơ khí
Đây là phương pháp được thực hiện theo dạng nghiền, tán hợp kim cơ học. Phương pháp cơ khí này sẽ vận dụng các vật liệu dạng bột. Chúng sẽ được nghiền hoặc tán thành các vật liệu có kích thước nhỏ hơn. Hiện nay, máy nghiền quay hoặc máy nghiền bi là các thiết bị thực hiện hoạt động này.
Phương pháp bay hơi nhiệt
Đây còn là phương pháp lithography (quang khắc), vacuum deposition (lắng đọng trong chân không), vật lý, hóa học. Phương pháp này chỉ hoạt động tốt nhất khi chế tạo màng mỏng hoặc tạo lớp bao phủ trên bề mặt. Bên cạnh đó, thông qua các tấm chắn, người ta có thể cạo vật liệu Nano để tạo nên các hạt Nano có kích thước nhỏ.
Phương pháp pha khí
Phương pháp này bao gồm các hoạt động như: Electron – explosion (nổ điện), nhiệt phân, bốc hơi ở nhiệt độ cao, plasma và đốt laser. Các vật liệu Nano sẽ được hình thành thông qua quá trình pha khí.
Phương pháp hóa học
Thông qua phương pháp phản ứng oxi hóa khử chuyển ion, dung dịch muối kim loại sẽ được chuyển đổi thành kim loại có kích thước Nano. Trong quá trình này, các hạt Nano có năng lượng lớn sẽ liên kết lại với nhau để tạo thành micro (có kích thước bền hơn). Sau quá trình phản ứng, hạt Nano kim loại sẽ được bao bọc bởi một chất bảo vệ. Đây được gọi là colloidal silver (Nano bạc) hoặc keo bạc.
Một số ứng dụng của công nghệ Nano
Thực phẩm
Nano là một công nghệ hiện đại được ứng dụng rộng rãi trong mọi lĩnh vực, nổi bật trong đó có ngành công nghiệp thực phẩm. Thức ăn, nước uống được chế tạo bằng công nghệ Nano sẽ có hương vị và hàm lượng dinh dưỡng cao hơn.
Bên cạnh đó, dựa trên công nghệ Nano, các chuyên gia đã tạo ra các vật liệu đựng thực phẩm có khả năng diệt khuẩn tốt. Nhờ đó mà những sản phẩm sẽ được bảo quản lâu và đảm bảo hơn. Một số tủ lạnh hiện đại cũng được thiết kế phủ một lớp Nano bạc bên trong nhằm lưu trữ thực phẩm tốt hơn.
May mặc
Công nghệ Nano đã góp mặt trong ngành may mặc và tạo nên một bước tiến mới trong lĩnh vực này. Những trang phục được ứng dụng công nghệ Nano sẽ đem lại những hiệu quả vượt trội. Nano được dùng cho quần áo sẽ đem lại khả năng thu hút và tiêu diệt những vi khuẩn gây ra mùi hôi khó chịu. Phần lớn công nghệ Nano được sử dụng cho các loại quần áo thể thao hoặc quần lót khử mùi.
Cơ khí – Điện tử
Công nghệ Nano được ứng dụng để tạo ra các linh kiện điện tử, thiết bị hiện đại có tốc độ nhanh như:
- Màn hình điện thoại di động, máy tính xách tay.
- Vật liệu Nano siêu bền và nhẹ.
- Thiết bị trong máy bay, ô tô, tàu vũ trụ,…
- Thiết bị ghi nhớ thông tin nhỏ gọn, dễ dàng sử dụng.
- Thế hệ máy tính Nano.
Năng lượng
Trong lĩnh vực năng lượng, công nghệ Nano thường được sử dụng trong việc chế tạo pin năng lượng mặt trời. Ngoài ra, chúng còn được dùng nhằm tăng khả năng dự trữ và nâng cao tính hiệu quả của pin và siêu tụ điện. Những dây dẫn điện trong quá trình vận chuyển điện đường dài cũng được chế tạo nên từ công nghệ Nano.
Y học
Trong lĩnh vực sinh học, y học, công nghệ Nano cũng được xem là một phương thức cực kỳ ưu việt. Những hạt Nano với kích thước siêu nhỏ và an toàn được chế tạo thành robot có khả năng thâm nhập vào cơ thể con người. Điều này giúp các y, bác sĩ nhanh chóng chẩn đoán bệnh, dẫn truyền thuộc và thậm chí là xử lý các tế bào ung thư một cách hiệu quả hơn.
Môi trường
Công nghệ Nano có khả năng loại bỏ việc sử dụng các hóa chất, vật liệu có nguy cơ độc hại ra khỏi môi trường. Chúng thay thế quy trình sản xuất thủ công gây ô nhiễm sang một quy trình tinh gọn hơn, giúp tiết kiệm năng lượng và thân thiện với môi trường. Máy lọc nước Nano là một ví dụ điển hình trong công nghệ Nano đối với lĩnh vực môi trường.
Xây dựng
Bạn nghĩ sao về một ngôi nhà được xây dựng từ công nghệ Nano? Tất nhiên đây sẽ là một ngôi nhà cực kỳ hiện đại với những tính năng ưu việt. Ngôi nhà ứng dụng công nghệ Nano đầu tiên đã được xây dựng tại thành phố Sydney.
Ngoài những chức năng thông minh như: Môi trường hoạt động năng suất cao, tự bảo dưỡng, chi phí bảo trì thấp,… Mái nhà khi được phủ lớp vật liệu Nano sẽ có khả năng điều chỉnh nhiệt độ. Nhờ đó mà môi trường trong căn nhà sẽ được điều hòa ổn định hơn.
Có thể nói, công nghệ Nano là một trong những phát minh kỳ diệu đối với mọi mặt trong đời sống của con người. Hiện nay, công nghệ này vẫn đang được nghiên cứu để khám phá được những lợi ích mà chúng mang lại.
Thiết bị nhà bếp
Một ứng dụng khác của công nghệ Nano trong đời sống rất được người tiêu dùng ưa chuộng là ứng dụng vào thiết bị nhà bếp. Đặc biệt, công nghệ, vật liệu Nano được ứng dụng nhiều trong lĩnh vực sản xuất vòi nước rửa chén, chậu rửa bát.
Chậu, vòi rửa bát sử dụng vật liệu Nano không những giúp sản phẩm bền bỉ hơn với thời gian, tăng khả năng chống gỉ, chống oxy hóa cao mà còn tăng tính thẩm mỹ cho ngôi nhà của bạn. Chậu, vòi rửa bát được phủ lên lớp Nano sẽ mang đến vẻ đẹp hiện đại, góp phần tăng vẻ đẹp sang trọng cho không gian bếp.
Những câu hỏi thường gặp về công nghệ Nano
Thế nào là vật liệu Nano?
Vật liệu Nano có cấu trúc dạng sợi, hạt, ống hoặc các tấm mỏng. Chúng được ứng dụng phổ biến trong sinh học bởi có kích thước nhỏ. Vật liệu Nano tồn tại chủ yếu ở 3 dạng chính là: Rắn, lỏng và khí.
Vật liệu Nano có hình dạng ra sao?
- Nano không chiều như: Hạt Nano, đám Nano
- Nano một chiều như: Ống Nano, dây Nano.
- Nano hai chiều như: Mảng mỏng Nano.
- Nano cấu trúc hay Nanocomposite.
Nano có thể nhìn bằng kính hiển vi không?
Nano không thể nhìn thấy bằng kính hiển vi thông thường. Bạn chỉ có thể nhìn thấy chúng qua các loại siêu kính hiển vi.
Chuyên gia nói gì về công nghệ Nano?
Tháng 6 năm 1999 Richard Smalley – đạt giải Nobel Hóa học đã có bài phát biểu trước US House Committee on Science về những lợi ích của công nghệ Nano đối với sức khỏe cũng như sự phát triển của cuộc sống con người. Ông nói rằng: “Ít nhất sẽ tương đương với những ảnh hưởng tổng hợp của vi điện tử, hình ảnh y tế, kỹ thuật máy tính hỗ trợ và polime nhân tạo sẽ được phát triển trong thế kỷ này”.
Ảnh hưởng của công nghệ Nano đối với sức khỏe và vệ sinh?
Công nghệ Nano đã trở thành một công cụ hữu ích trong nghiên cứu chăm sóc sức khỏe. Vào tháng 1 năm 2005, các nhà nghiên cứu tại Viện Công nghệ Massachusetts của Hoa Kỳ đã sử dụng “nhíp quang học” – các cặp hạt thủy tinh nhỏ được kết nối với nhau hoặc di chuyển ra xa bằng cách sử dụng chùm tia laze để nghiên cứu tính đàn hồi của các tế bào hồng cầu bị nhiễm ký sinh trùng sốt rét. Kỹ thuật này giúp các nhà nghiên cứu hiểu rõ hơn về cách thức lây lan của bệnh sốt rét trong cơ thể.
Công nghệ Nano có thể cải thiện việc phân phối thuốc như thế nào?
Công nghệ Nano mang đến các hệ thống phân phối thuốc có giá thành rẻ và đáng tin cậy hơn. Ví dụ, các vật liệu được xây dựng trên kích thước Nano có thể cung cấp hệ thống bao bọc bảo vệ và tiết ra các loại thuốc theo cách chậm rãi và có kiểm soát. Đây có thể là một giải pháp có giá trị tại các quốc gia không có đầy đủ cơ sở bảo quản và mạng lưới phân phối. Và đối với những bệnh nhân đang trong quá trình điều trị các chế độ thuốc phức tạp, đặc biệt là những người không có đủ thời gian và tiền bạc đi xa khám bệnh.
Công nghệ Nano có tác hại gì không?
Câu trả lời là có! Công nghệ Nano được ví như một “con dao hai lưỡi”. Ngoài những ưu điểm vượt trội, công nghệ Nano vẫn tồn tại không ít tác dụng phụ. Một số chuyên gia đến từ Thụy Sĩ cho rằng phân tử Nano có thể làm tổn hại đến mô cơ bằng các phản ứng hóa học. Nếu không biết cách kiểm soát lượng phân tử Nano, chúng có thể làm tê liệt hệ miễn dịch, gây kích ứng và rối loạn quá trình trao đổi enzyme.
Mọi thắc mắc và góp ý liên quan, bạn đọc vui lòng liên hệ ngay với Máy Lọc Nước BKNOW để được tư vấn nhanh chóng và tận tình. Ngoài ra đừng quên theo dõi chúng tôi mỗi ngày để cập nhật những thông tin mới nhất nhé!
