Công nghệ nan nô

Công nghệ nan nô là gì?
Công nghệ nan nô (đôi khi được rút gọn lại thành nano tech) là quá trình nghiên cứu để sử dụng vật chất từ mức độ nguyên tử và phân tử v.v...chẳng hạn quá trình thiết kế những chiếc máy nhỏ tí xíu- nhìn xa hơn, đó là khả năng chế tạo những thiết bị, dụng cụ từ những vật liệu có kích thước nguyên tử /phân tử, sử dụng những kỹ thuật đang được phát triển hôm nay để chế tạo những sản phẩm công nghệ cao.

Để hiểu được thế giới kỳ lạ của công nghệ nan nô, chúng ta cần biết một chút về đơn vị đo của nan nô. Một xăng ti mét bằng một phần trăm mét, một mi li mét bằng một phần nghìn mét, và một micrô mét bằng một phần triệu mét, nhưng tất cả những đơn vị đo này đều rất to so với thước đo sử dụng cho nano. Một nan nô mét (nm) bằng 1 phần tỷ mét, nhỏ hơn độ dài sóng của ánh sáng quan sát được và bằng một phần trăm ngàn chiều dày của một sợi tóc. Để có thể hình dung rõ thêm một nan nô mét nhỏ đến mức nào, chúng ta hãy so sánh nó với kích cỡ của một nguyên tử. Một nguyên tử có đường kính khoảng 0.1 nm. Kích thước của một hạt nhân nguyên tử còn nhỏ hơn- khoảng 0.00001 nm.

Nói chung, công nghệ nan nô có thể tạo ra những kết cấu có kích thước từ 1 đến 100 nm, đồng thời còn có khả năng chế tạo ra những vật liệu và thiết bị có kích thước nằm trong phạm vi đó. Ảnh hưởng của cơ học lượng tử đóng vai trò quan trọng trong phạm vi kích cỡ này, và nó thuộc về lĩnh vực của lượng tử.

Lịch sử công nghệ nan nô

Lần đầu tiên trong lịch sử đề cập đến những quan điểm về công nghệ nan nô là trong bài nói chuyên đề có tên "Có rất nhiều khoảng trống ở dưới đáy", một bài nói chuyện của nhà vật lý học Richard Feynman tại Học viện công nghệ Cali vào 29 tháng 12 năm 1959. Feynman miêu tả một quá trình cho phép phát triển khả năng tác động, kiểm soat những nguyên tử và phân tử một cách riêng rẽ, sử dụng một bộ những dụng cụ chính xác để chế tạo và vận hành một tổ hợp có kích thước nhỏ hơn tương ứng theo một tỷ lệ nhất định, và cứ thực hiện như thế cho tới kích thước yêu cầu. Khái niệm "công nghệ nan nô" được định nghĩa bởi giáo sư trường đại học Khoa học Tokyo vào năm 1974 như sau: "Công nghệ nan nô chủ yếu gồm quá trình phân tách, kết hợp và tạo hình dạng cho sản phẩm từ một nguyên tử hay một phân tử". Những ý tưởng ban đầu của định nghĩa này được phổ biến và nghiên cứu sâu hơn vào những năm 1980 khi Eric Drexler truyền bá ý nghĩa công nghệ của hiện tượng và những thiết bị được chế tạo và phát triển từ công nghệ nan nô qua những bài nói chuyện và những cuốn sách như: Những động cơ cho sự sáng tạo: Kỷ nguyên của công nghệ nan nô đang đến gần (1986) và Hệ thống nan nô: Máy móc nan nô: chế tạo và cài đặt ứng dụng máy tính. Ông nói về chế tạo máy móc có kích thước phân tử, một vài phạm vi ứng dụng nan nô mét như mô tô, cánh tay rô bốt và thậm chí cả máy tính, sẽ trở nên rất nhỏ so với một tế bào. Drexler dành hầu hết thời gian của ông để miêu tả và phân tích những thiết bị thật kỳ diệu này, và trả lời cho những cáo buộc rằng đó là trò khoa học viễn tưởng.

Ứng dụng của công nghệ nan nô 

Công nghệ nan nô rất đa dạng, từ việc cải tiến những thiết bị truyền thống tới phát triển hoàn toàn mới dựa trên dây chuyền tự lắp ráp dùng cho những chi tiết có kích cỡ phân tử, từ phát triển vật liệu mới có kích cỡ nan nô tới việc tìm hiểu liệu chúng ta có thể kiểm soát trực tiếp vật chất ở mức độ nguyên tử.

Ngày càng có nhiều nhà khoa học tâm đắc và tự nguyện nghiên cứu về thế giới siêu nhỏ này, nhỏ đến nỗi chúng ta không thể nhìn thấy được-cho dù sử dụng kính hiển vi. Thế giới này là lĩnh vực công nghệ thông tin, lĩnh vực của cấu trúc nguyên tử và cấu trúc nan nô.. Công nghệ nan nô còn rất mới, nên không ai dám chắc nó sẽ mang lại cho chúng ta những gì.

Rất nhiều vật liệu, một khi được giảm kích cỡ xuống còn 100 nm, bắt đầu thể hiện một số đặc tính ưu việt dựa trên những lực cơ học lượng tử tác động. Do những tác động của cơ học lượng tử này, vật liệu có thể trở nên truyền dẫn tốt hơn, có khả năng truyền nhiệt tốt hơn, hoặc có những đặc tính cơ học tốt hơn và phù hợp hơn cho sử dụng.

Tương lai của công nghệ nan nô

Dựa theo viễn cảnh về những nhà máy siêu nhỏ, sử dụng máy móc nan nô để chế tạo những sản phẩm phức tạp do giáo sư Feynman đưa ra, công nghệ tiên tiến (đôi khi được đề cập đến như là quá trình chế tạo phân tử) sẽ sử dụng những hệ thống máy móc phân tử, thực hiện các chức năng hóa cơ có kiểm soát theo từng vị trí.

Ngay sau khi những thiết bị cỡ phân tử được chế tạo, nó sẽ tạo ra một cuộc cách mạng sản xuất, có khả năng gây ra mọt sự suy sụp nghiêm trọng. Nó cũng gây ra những tác động nghiêm trọng đối với nền kinh tế, xã hội, môi trường và quân sự.

Có rất nhiều tranh luận về tương lai của công nghệ nan nô, Công nghệ này có thể tạo ra những vật liệu và thiết bị mới, với phạm vi áp dụng rộng rãi, như trong ngành y dược, điện tử, vật liệu sinh học và sản xuất năng lượng. Mặt khác, công nhệ nan nô cũng làm xuất hiện nhiều vấn đề như đã từng xảy ra khi một công nghệ mới xuất hiện, bao gồm những lo lắng về nhiễm độc và tác động đến môi trường của vật liệu nan nô, và tác động của nó đối với nền kinh tế toàn cầu, cũng như những kịch bản ảm đạm khác. Những lo toan này dẫn đến tranh luận giữa những nhóm và những chính phủ cấp tiến về vấn đề liệu có nên đưa công nghệ nan nô vào chương trình bảo vệ đặc biệt hay không.

Kết luận 

Công nghệ nan nô mới xuất hiện và dần đang đóng một vai trò quan trọng. Nếu muốn duy trì hoặc tăng năng suất và chất lượng sản phẩm, tăng hiệu quả sản xuất và duy trì lợi thế cạnh tranh, doanh nghiệp nên cân nhắc áp dụng công nghệ nan nô và sản xuất. Chúng tôi chuyển giao công nghệ nano, đồng thời cũng là nhà chế tạo một số vật liệu nano như bột đá NPCC, ô xít kẽm, Cre O v.v... Để biết thêm chi tiết, xin liên hệ dzungp60@gmail.com