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. Một vài khái niệm về công nghệ nano.
Chữ nano, gốc Hy Lạp, được gắn vào trước các đơn vị đo để tạo ra đơn vị ước giảm đi
1 tỷ lần(10
-9
). Ví dụ : nanogam = 1 phần tỷ của gam ; nanomet = 1 phần tỷ mét. 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
Vật liệu Nano có thể được định nghĩa một cách khái quát là loại vật liệu mà trong cấu trúc của
các thành phần cấu tạo nên nó ít nhất phải có một chiều ở kích thước nanomet.
• Công nghệ nano :
Công nghệ nano bao gồm việc thiết kế, chế tạo và ứng dụng các cấu trúc, thiết bị hay
hệ thống ở kích thước nanomet (1nm = 10

Composite sợi carbon trước đây rất nổi tiếng vì nhẹ, bền, ít bị tác dụng hóa học nếu
thay sợi carbon bằng ống nanocarbon chắc chắn sẽ làm vật liệu nhẹ hơn nhiều, được sử dụng
trên các phương tiện cần giảm trọng lượng như máy bay…
Hiện nay, sợi carbon và các bó ống carbon đa lớp được dùng gia cường cho polymer
để điều khiển và nâng cao tính dẫn, dùng làm bao bì chống tĩnh điện hay làm vật liệu cấy vào
cơ thể vì carbon dễ tương hợp với xương, mô…, làm các màng lọc cũng như linh kiện quang
phi tuyến.
Một hướng mới hiện nay là dùng ống nano carbon để gia cường cho polymer nhưng
không phải để tạo ra cấu trúc nanocomposite mà để thay đổi tính chất quang điện của
polymer. Ví dụ như PPV (m-phenylenevinylene-co-dioctoxy-p-phenylenevinylene) sau khi
được gia cường với ống nano carbon, độ dẫn điện tăng lên 8 lần, bền cơ lý hơn PMMA/ống
carbon nano được dùng làm kính hiển vi quang học dưới điện trường một chiều áp vào là
0.3kV/mm.
• hạt nano:
Đất sét chứa các hạt nano là loại vật liệu xây dựng lâu đời. Hiện nay, polymer gia
cường bằng đất sét (nanoclay) được ứng dụng khá nhiều như dùng trong bộ phận hãm xe
hơi. Ngoài ra có thể sử dụng hạt carbon đen có kích thước 10 đến 100 nm để gia cường cho
vỏ xe hơi.
Polymer/đất sét có thể làm vật liệu chống cháy, ví dụ như một số loại nanocomposite
của Nylon 6/silicate, PS/layered silicate…hay vật liệu dẫn điện như nanocomposite PEO/Li-
MMT (MMT = Montmorillonite) dùng trong pin, vật liệu phân hủy sinh học như PCL/MMT hay
PLA/MMT.
Ngoài ra, khi các polymer như ABS, PS, PVA…được gia cường hạt đất sét khác nhau
sẽ cải thiện đáng kể tính chất cơ lý của polymer và có những ứng dụng khác nhau như
ABS/MMT làm khung xe hơi hay khung máy bay, PMMA/MMT làm kính chắn gió, PVA/MMT
làm bao bì…
Các hạt nano được sử dụng trong sơn có thể cải thiện đáng kể tính chất như làm cho
lớp sơn mỏng hơn, nhẹ hơn, sử dụng trong máy bay nhằm giảm trọng lượng máy bay.
Ngoài đất sét ra thì trong vật liệu nanocomposite polymer còn sử dụng các hạt ở kích thước
nanomet như hạt CuS, CdS, CdSe…Ví dụ như PVA với hàm lượng hạt CuS (~20nm-12nm) là