CÔNG NGHỆ NANO

Tinkerbell · 3 Tháng bảy 2005

Bài viết này tôi đã được bạn bè gửi cho, mong gửi được đến các bạn thông tin thú vị!

Chúng ta đang sống giữa thế kỷ 21, thế kỷ của những phát minh, những nghiên cứu , những công nghệ mới... Có khi nào ta tự hỏi rằng mình đang bắt nhịp với thời đại, mình nắm bắt được những thứ đang diễn ra xung quanh ko?
Đáp án thuận có lẽ không nhiều. Bản thân mỗi người có lắm thứ trước mắt, thường nhật phải thực hiện ưu tiên. Trong một khía cạnh nhỏ nào đó, những học sinh, sinh viên chúng ta ai cũng bận rộn với bài vở ở trường ĐH, thời gian cho tìm tòi, học hỏi những điều mới mẻ trên thế giới không lớn. Ta cảm thấy thật là bé nhỏ trước và hữu hạn trước bể kiến thức mới mênh mông, mà việc nắm cái cũ, cái căn bản cũng đủ tiêu tốn một lượng lớn thời gian vốn dĩ đã ít ỏi.

Nhờ computer và internet mà chúng ta có thể biết được nhiều thông tin bổ ích, khi thực sự ta tìm tòi và khám phá cái thế giới " ảo" đầy hữu dụng này. Và bạn, và tôi, cùng nhau ghé qua phần "CÔNG NGHỆ MỚI" nhé.

Chúng ta ai cũng đã nghe nói đến nhân bản vô tính (clone), chế tạo robots, các chuyến bay vào vũ trụ, công bố bản đồ gen người, những thế hệ máy tính mới cùng các thiết bị phần cứng, phần mềm... Và tôi cũng muốn nói đến một vấn đề nữa, đó là Công Nghệ NANO - nanotechnology. Chúng ta cùng bắt đầu khám phá những điều thú vị xung quanh nó.

Đầu tiên, tôi xin liệt kê qua các công nghệ hiện nay:

1. Công nghệ thông tin- truyền thông
2. Công nghệ sinh học
3. Công nghệ vật liệu tiên tiến
4. Công nghệ tự động hoá và cơ điện tử
5. Năng lượng nguyên tử và các dạng năng lượng mới
6. Công nghệ vũ trụ
7. Công nghệ cơ khí - chế tạo máy
8. Công nghệ bảo quản và chế biến nông sản, thực phẩm.

Và hẳn các bạn cũng biết Nanotechnology nằm trong phần " Công nghệ vật liệu tiên tiến". Nhưng thực ra vai trò của nó khôngchỉ bao gồm ở đấy, nanotechnology góp mặt trong các linh kiện điện tử thế hệ mới (các vi mạch máy tính, chip và linh kiện bán dẫn) , trong sinh học ( diệt các khối ung thư bằng hạt nano), trong môi trường ( hạt nano vận chuyển các chất độc ra khỏi dòng sông)...

Mặc dù công nghệ nano vẫn đang ở giai đoạn sơ khai, nhưng tiềm năng và ứng dụng của nó hết sức to lớn. Ngành khoa học mới mẻ này sẽ thay đổi hoàn toàn cuộc sống của chúng ta và ảnh hưởng đến mọi mặt của cuộc sống.

Những bước đầu tiên của công nghệ nano
Thuật ngữ "nano" bắt nguồn từ tiếng Hy Lạp, có nghĩa là "lùn". Theo ý nghĩa số học, một nanomet bằng 1 phần tỷ mét, tức là 10 mũ -9 mét. Để dễ hiểu hơn về khái niệm nano, chúng ta hãy thử hình dung qua một vật thể thật bé: sợi tóc người có đường kính 50.000 nanomet.Với ý nghĩa vật lý, nano là những phần tử, đối tương, thiết bị có kích thước "nano".Các nguyên tử và phân tử đơn giản có kích thước khoảng 0.1 nanomét. Khái niệm này được nhà vật lý người Mỹ có giải Nobel Richard Feynman đưa ra lần đầu tiên vào năm 1959. Tuy nhiên, phải đến đầu những năm 1970, giới khoa học thế giới mới bắt đầu sử dụng thuật ngữ "công nghệ nano" do kỹ sư người Nhật Norio Taniguchi đề xướng.

Mặc dù biết rằng vật chất tồn tại trên quy mô nano, các nhà khoa học không thể phân tích được nano qua kính hiển vi. Khi được phóng đại lên 10.000 lần, hình ảnh trở nên mờ nhạt; và khi lên tới 100.000 lần, chúng ta không thể nhìn thấy được gì nữa cả.

Bước đột biến bắt đầu xảy ra vào năm 1981, khi các nhà nghiên cứu thuộc IBM ở Zurich (Thuỵ Sỹ) phát minh ra kính hiển vi có khả năng quan sát trọn vẹn một nguyên tử. Công nghệ này giúp họ phân tích được các loại vật chất nhỏ tí hon, từ đó xác định hình dạng của vật chất bằng cách cảm nhận thay vì quan sát, tương tự như khi người mù đọc chữ Braille, chỉ có điều ở kích thước nguyên tử.

Ý tưởng của Feynman được tiếp tục phát triển bởi K. Eric Drexler ( cũng là người Mỹ). Ông là một trong những tên tuổi không thể khôngnhắc đến trong làng công nghệ nano. Một vài năm trở về trước, tạp chí "Newsweek" đã bình bầu ông trong danh sách 100 người có những phát minh quyết định số phận của thế kỷ 21.

Tinkerbell · 3 Tháng bảy 2005

CÔNG NGHỆ NANO (cont)

Công nghệ NANO - những khái niệm cơ bản

Công nghệ nano là một ngành công nghệ mới được hình thành dựa trên hiểu biết về các quy lụât, hiện tượng, tính chất của cấu trúc vật lý có kích thước đặc trưng ở thang nanomét (1 phần tỷ mét - 1.10-9 m).

Như ta đã biết rằng, các vật thể đều được cấu tạo từ những nguyên tử. Tuỳ theo sự sắp xếp của chúng trong các sản phẩm mà ta thu được những tính chất khác nhau. Một ví dụ tiêu biểu mà tôi nghĩ ai cũng dễ hình dung là các nguyên tử carbon. Nếu ta sắp xếp lại trật tự của chúng trong than đá thì ta có thể nhận được kim cương. Nếu ta định hình lại các nguyên tử trong cát (đồng thời thêm vào một lượng nhỏ các phần tử khác), ta thu được computer chips. Nếu làm công việc tương tự với các hạt đất, ta có thể nhận được khoai tây.

Hiện nay, các phương pháp sản xuất chỉ phát thảo qua ở cấp độ phân tử. Ví dụ như việc đúc (casting), sự xay tán (grind), kỹ thuật in thạch bản (lithography)... mới dừng lại ở việc di chuyển những nguyên tử theo khối nguyên lớn (so với kích thước của nó). Nó giống như việc lấy những khối(block) của trò chơi lắp ráp Lego ra, mà tay ta lại đeo cái găng boxing (hê hê). Vâng, bạn có thể chất đống các khối nhỏ vào với nhau, nhưng bạn khó lòng lấy nó ra và thực hiện những gì mình muốn với chúng.

Trong tương lai, nanotechnology sẽ giúp chúng ta tháo cái găng tay vướng víu kia ra. Và chúng ta có thể thao tác trên những cấu trúc căn bản tự nhiên ( fundamental building blocks) một cách dễ dàng, khôngđắt đỏ và dựa trên những định luật vật lý. Đây quả là vấn đề thiết yếu nếu như chúng ta tiếp tục cuộc cách mạng phần cứng trong công nghệ thông tin. Nó còn cho fép chúng ta chế tạo nhưng sản phẩm thế hệ mới vừa sạch, mạnh, và đặc biệt là chính xác.

Ta có hai khái niệm về công nghệ này, 1 là "nanotechnology" ( cụ thể - specific definition), hoặc rộng hơn ta dùng "molecular nanotechnology" ( công nghệ nano thuộc phân tử) hoặc "molecular manufacturing" ( chế tạo thuộc fân tử).

Nhưng cho dẫu chúng ta gọi nó là thế nào đi chăng nữa, những lợi ích thiết thực mà nanotechnology mang lại cho chúng ta gồm 3 mục chính:
- Nhận được những trật tự cần thiết của mọi nguyên tử.
- Tạo nên các cấu trúc phù hợp với những định luật vật lý được định rõ ở mức phân tử
- Thu được giá thành sản fẩm khôngvượt cao quá so với giá thành nguyên liệu và năng lượng cần cho việc sản xuất.

Có hai khái niệm liên quan đến nanotechnology là:
+ Lắp đặt theo vị trí ( Positional assembly) - để nhận được những fân tử ở đúng vị trí cần thiết.
+ Tự tái tạo ( self replication) - giúp hạ giá thành.

Trong một nghiên cứu của tổ chức do Liên hợp quốc bảo trợ về dự báo những vấn đề kinh tế – xã hội của thiên niên kỷ thứ ba, các chuyên gia báo cáo rằng công nghệ nano là một trong năm ngành công nghệ đột phá có tác dụng tích cực nhất trong vòng 25 năm tới, đối với kinh tế thế giới. Dự báo trên đây dựa vào sự kiện là số nước tham gia chạy đua và đầu tư nghiên cứu về công nghệ nano tăng mạnh hàng năm, số bằng phát minh cũng tăng vọt và doanh số của lĩnh vực công nghệ nano năm 2001 đã đạt 45 tỷ USD.

Tinkerbell · 3 Tháng bảy 2005

CÔNG NGHỆ NANO (cont)

Sau đây là những ứng dụng của công nghệ nano trong các lĩnh vực của sản xuất và đời sống - mà có lẽ chúng ta sẽ còn nói đến mệt nghỉ...
1. Công nghệ thông tin và truyền thông (ICT), linh kiện điện tử và cảm biến (sensor).
Công nghệ thu nhỏ các phần tử tích cực (Tran zito) trên chip đã đạt tới giới hạn ở mức 0,1 Mm (10-7m) và trở nên quá đắt nếu cứ sử dụng các quy trình (oxy hoá, quang khắc, khuyếch tán…) như hiện nay để chế tạo các bộ vi xử lý, các loại RAM, ROM (bộ nhớ). Công nghệ nano, do đó, vừa là lối thoát, vừa là bước nhảy vọt để chế tạo các linh kiện nòng cốt của điện toán và chuyển mạch của viễn thông. Thay vào tranzito là các linh kiện hoàn toàn mới về chế tạo; đơn giản hơn và rẻ tiền hơn mà đồng thời tính năng cao hẳn hơn vài bậc.

Ví dụ lựa chọn một trong các phương án mà công nghệ nano đưa ra, đó là chấm lượng tử (quantum dot). Gọi là “chấm” vì nó chỉ là một hạt (bán dẫn, kim loại, polime) có bán kính một, vài nanomét. Một hạt như vậy có hành vi như một nguyên tử, tức là trong nó có một số mức năng lượng mà ở đó có thể điền vào một điện tử. Khi chọn hai mức xác định, khi điện tử ở mức trên ta có trạng thái 1, khi điện tử ở mức dưới ta có trạng thái 0. Như thế chất lượng tử trở thành linh kiện có 2 trạng thái (0,1), tức là có thể dùng để ghi 1 bit như tranzito.

Các chấm lượng tử đã được nghiên cứu kỹ từ nhiều năm nay, có nhiều sách về loại linh kiện này, và đã được chế thử các chip với các chấm lượng tử gọi là chip nano (nanochip). Điều quan trọng là độ tích hợp của các chip nano rất cao. Nếu mỗi chấm có kích thước 10nm (10-8m) thì trên một chip với diện tích 1 cm2 sẽ có 1012 chấm tức là có thể dùng để xử lý, ghi 1000 Gigabit. Nếu các chấm lượng tử lại được chế tạo ở mức tinh vi, mỗi chiều chỉ 1 nanomét, mà lại sắp xếp cả ba chiều, thì 1 linh kiện 1 cm3 (bằng một cục đường ngọt) sẽ lưu trữ được 107 x 107 x 107 = 1021 = 1000 tỷ tỷ bit, tức là toàn bộ thông tin của tất cả các thư viện trên thế giới này có thể ghi trong “cục đường” đó. Đây là nói về nguyên tắc, thực tế thì không đơn giản như vậy. Tuy nhiên, hình tượng nêu trên đã gây ảnh hưởng đến mức ông Bill Clinton, thời còn đương nhiệm Tổng thống Hoa Kỳ đã ra quyết định phát động một chương trình quốc gia về công nghệ nano (National Nanotechnology Initiative – NNI: Sáng kiến quốc gia về Công nghệ nano để tương xứng với Sáng kiến phòng thủ tên lửa – SDI –còn gọi là Chiến tranh giữa các vì sao do cựu Tổng thống Regan đề ra trước đó). Kinh phí của Hoa Kỳ dành cho nghiên cứu công nghệ nano cứ tăng vọt hàng năm: năm 2000 là 270 triệu USD, đến 2001 là 422 triệu USD, 2002 là 520 triệu USD và năm 2003 là trên 700 triệu USD, đó là tiền ngân sách, nếu kể cả đầu tư của cả các doanh nghiệp thì con số sẽ rất lớn.

Hằng ngày, theo dõi trên Internet sẽ thấy có hàng chục phát minh mới của công nghệ thông tin và truyền thông dựa trên công nghệ nano được công bố.

2. Y tế nano:
Vì những tính chất cực kỳ mới mẻ của các cấu trúc nano (có kích thước đặc trưng cỡ nanomét) người ta đã vận dụng các cấu trúc này để chữa bệnh, mà trước đây chữa rất kém hiệu quả. Khi bị viêm do nhiễm khuẩn ở 1 vị trí nào đó của cơ thể, ta phải tiêm một loại thuốc kháng khuẩn vào mạch máu và chỉ có một phần các phân tử thuốc đến vị trí có viêm, còn các bộ phận khác của cơ thể cũng phải nhận một cách vô ích một lượng tương đương các phân tử thuốc đó. Việc này hay dẫn đến các hiệu ứng phụ nguy hiểm. Phải làm thế nào các phân tử thuốc chỉ đến tập trung vào địa chỉ cần đến. Người ta phát hiện các hạt nano từ tính có thể giúp giải quyết việc này. Trước hết phải chế tạo ra các hạt có kích thước nanomét mà lại mang từ tính (ví dụ bằng phương pháp hoá cho kết tủa các hợp chấp oxít sắt). Các hạt nano từ này được chế biến sao cho nó có thể móc nối (liên kết) với các phân tử của loại thuốc cần dùng. Như vậy các hạt nano từ đóng vai trò xe tải kéo rơ - moóc là các phân tử thuốc. Chỉ việc dùng từ trường (hoặc nam châm) hướng các “xe tải” nano kéo thuốc đến đúng địa chỉ. Như vậy sẽ vô cùng hiệu quả so với trước. Đặc biệt với ung thư thì chỉ các tế bào ung thư bị tấn công mạnh mẽ bởi sự tập trung các phân tử của hoá chất mạnh, tránh được về cơ bản hiệu ứng phụ gây ra cho các tế bào lành.

Đối với việc sửa sang sắc đẹp thì đã hình thành một ngành là nano phẫu thuật thẩm mỹ (cosmetic nano – surgery). Trước đây ta thường nghe nói vi phẫu thuật thẩm mỹ là mổ xẻ nhỏ (tiểu phẫu) để bóc mỡ thừa, căng da, xoá nếp nhăn, mài các vết sạm, đổi màu tóc và da… Đây là một thị trường lớn có sức hấp dẫn mạnh, nhất là đối với các công nghệ kiệt xuất mới ra đời như công nghệ nano. Hiện nay người ta đã dùng nhiều loại thuốc thẩm mỹ là các loại hạt nano để làm thẩm mỹ và bảo vệ da. Ví dụ, đã thương mại hoá loại kem chống tia tử ngoại, đó là loại kem bôi có chứa các hạt nano của oxít kẽm Zn0. Loại kem này trong suốt với phần bước sóng dài của ánh sáng (đỏ, da cam…) nên da dễ bắt màu nâu đẹp. Đồng thời các hạt nano oxít kẽm ngăn chặn các tia tử ngoại (bước sóng ngắn) tới da có thể gây ung thư da. Người ta cũng đang nghiên cứu chế tạo các máy kích thước phân tử gọi là máy nano (chính máy này cũng là các phân tử) mà nếu thành công thì việc chữa bệnh, phẫu thuật sẽ tuyệt diệu ở mức mà hiện nay khó hình dung nổi. Hiện nay, y tế nano đang nhằm vào những mục tiêu bức xúc nhất đối với sức khoẻ con người, đó là các bệnh do di truyền có nguyên nhân từ gien, các bệnh nan y hiện nay như HIV/AIDS, ung thư, tim mạch, các bệnh đang lan rộng như béo phì, tiểu đường, liệt rung (Parkinson), mất trí nhớ (Alzheimer).

3. Những ứng dụng kỳ diệu của vật liệu nano
Vật liệu nano, bao gồm các lá nano, sợi và ống nano, hạt nano, được chế tạo bằng rất nhiều cách, kết quả phong phú và có nhiều bất ngờ, giá thành giảm rất nhanh. Ví dụ: 1kg sắt nano trước đây giá khoảng 500 USD, bây giờ chỉ còn khoảng 50 USD.

Các hạt nano của nhiều hợp chất đã có nhiều ứng dụng kỳ diệu. Kính được phủ lớp hạt nano sẽ không dính nước, rất có lợi nếu dùng loại kính này trong xây dựng, trong chế tạo ô tô. Các loại sơn có pha hạt nano sẽ có độ bám dính rất cao làm cho lớp sơn bền lâu, không bị rêu mốc. Đặc biệt sử dụng các hạt nano để xử lý sợi sẽ có được các loại vải không dính nước và bụi không bám được. Có các loại vải nhờ chế biến bằng công nghệ nano có thể tự biến màu theo hoàn cảnh để làm vải nguỵ trang… Các hãng may mặc lớn của Mỹ đang đua nhau sản xuất các loại vải này để sớm tung sản phẩm ra thị trường trong vài năm tới. Không thể kể hết các ứng dụng kì diệu của vật liệu nano được công bố hàng ngày trên báo chí khoa học và Internet, hầu như trong mọi lĩnh vực của đời sống và sản xuất. Tuy nhiên không thể không nói đến hai loại vật liệu nano đã rất thịnh hành trong công nghiệp hiện nay. Đó là ống nano các bon (nanotube carbon) và vật liệu hạt tinh thể nano (nanoerystalline materials).

Ống nano các bon có nhiều tính năng tuyệt diệu: dẫn điện tốt, khi pha tạp có thể trở thành siêu dẫn, độ bền cao hơn thép rất nhiều, chịu nhiệt độ cao rất tốt. Trước mắt ống nanomét cácbon được nghiên cứu ứng dụng có độ tích hợp cao, các bộ nhớ lớn. Ông nano các bon cũng được dùng để chế tạo các loại composite siêu bền…
Các vật liệu hạt tinh thể nano là những vật liệu khi kết tinh được kiểm soát sao cho hình thành các hạt tinh thể cực nhỏ, có kích thước nanomét, trên một nền phi tinh thể. Khi có các hạt nano làm cho trong vật liệu không còn các lỗ trống (dù là lỗ nano) cho nên chúng trở nên có độ bền và độ cứng siêu cao. Đồng thời tính linh động của các hạt nano ở nhiệt độ phù hợp, vật liệu lại trở nên rất dễ gia công theo các hình dạng phức tạp. Nếu dùng các vật liệu này trong máy công cụ làm dao cắt gọt, các ổ bi, lò xo… thì thực sự làm thay đổi hẳn ngành cơ khí chế tạo.

trangceline_89 · 4 Tháng bảy 2005

Chuẩn bị làm dự án thang máy nano rồi, lúc đó có thể đi thang máy lên trạm vũ trụ ISS nghỉ hè

.
Mấy cái ứng dụng nano trong y tế nghe thật hấp dẫn, uống thuốc không gây phản ứng phụ, đúng là thứ mình cần

Tinkerbell · 5 Tháng bảy 2005

Máy nano và công nghệ nano phân tử
Trước đây khoảng 1 tỷ năm khi chưa có sự sống, trái đất trơ trụi như một hành tinh chết. Rồi sự sống phát triển, rừng xanh với muôn loài chung sống mà người là động vật duy nhất có trí tuệ mới xuất hiện cách đây vài triệu năm. Ta tự hỏi tự nhiên đã phát triển loại công nghệ nào để thay đổi trái đất từ chỗ trơ trụi đến trạng thái vô cùng phong phú với các hệ sinh thái cực kỳ đa dạng. Sinh học hiện đại, nhất là sinh học phân tử đã chứng tỏ rằng công nghệ của tự nhiên để tạo ra sự sống phát triển như ngày nay là một quá trình tiến hoá hàng tỷ năm dựa trên việc phát triển các loại phân tử của sự sống thành các loại máy móc, mà ta có thể gọi là máy nano vì kích thước của các loại phân tử cỡ nanomét. “Hòn gạch” của sự sống là các tế bào, trong các tế bào phát hiện thấy những loại máy nano sau đây:
a- Phân tử DNA của bộ ghen là máy nano, lưu trữ cơ sở dữ liệu về toàn thể sự sống của sinh vật.
b- Các phân tử m RNA là máy nano sao chép từ DNA các thông tin về một loại phân tử Protein cần chế tạo.
c- Các phân tử tRNA là máy nano đặc hiệu cho mỗi loại phân tử axit amin để vận tải loại phân tử này đến nơi lắp ráp các phân tử Protein.
d- Các phân tử Ribosom là các máy nano thực hiện việc lắp ráp đúng các phân tử Protein cần sản xuất, theo bản thiết kế trên phân tử m RNA.
e- Các phân tử ATP có vai trò là các máy nano sản xuất năng lượng để cung cấp cho quá trình lắp ráp Protein.

Các loại máy nano phân tử này có thể là các máy tự nhân bản (replicator) thành một số rất lớn giống hệt nhau theo yêu cầu của quy trình do bộ gien quy định. Quá trình lắp ráp theo công nghệ nano phân tử của tự nhiên có các đặc tính cơ bản là:
1.Từ nhỏ lên to: Tất cả các sinh vật đều bắt đầu từ 1 tế bào. Con người cũng bắt đầu từ 1 tế bào cho tới khi trưởng thành có đến 100 ngàn tỷ tế bào.
2. Tất cả chất thải đều được tái chế và không gây ô nhiễm môi trường.
Trái lại các công nghệ mà loài người sáng tạo thì ngược lại:
3.Từ to xuống nhỏ: Muốn có bát cơm phải phá hàng hecta rừng, muốn làm nhà phải phá núi để có ximăng, đào hầm sâu vào lòng đất để có than, dầu, để có điện… chưa kể các hứng thú làm Kim tự tháp, đắp Vạn lý trường thành, làm tháp chọc trời…
4.Chất thải chồng chất, ô nhiễm khắp đất trời, có nguy cơ trái đất lại trở về tình trạng trơ trụi ban đầu.

Từ cuối thế kỷ trước loài người biết rằng: sai rồi! Có cuộc tranh luận sôi nổi đang xảy ra. Một xu thế cho rằng phải học tập tự nhiên, phát triển toàn diện công nghệ nano phân tử trong sản xuất và đời sống, sẽ vô cùng hiệu quả và không ô nhiễm, bảo đảm hạnh phúc lâu dài. Xu hướng ngược lại cho rằng đó là ảo tưởng, loài người không thể bắt chước tự nhiên vì chưa biết hết được các quy luật của tự nhiên.

Chúng ta hi vọng rằng thế kỷ này loài người sẽ cơ bản sửa được sai lầm có tính sống còn nói trên.

Chế tạo sợi nano carbon dài nhất thế giới
Các nhà khoa học Mỹ mới chế tạo thành công sợi nano carbon dài 20 centimét - một kỷ lục đáng kinh ngạc nếu ta biết rằng sợi này chỉ mảnh cỡ vài phần nghìn đường kính sợi tóc. Thành tựu này là bước tiến mới trong kỹ thuật nano, nhằm chế tạo chip bán dẫn mạnh hơn cho máy tính tương lai.

"Đến nay, chúng tôi mới sản xuất được các ống nano carbon cỡ vài milimét, vì thế không đủ độ dài cần thiết cho các ứng dụng thực tế", ông Pulickel Ajayan, Viện Rensselaer ở Troy (Mỹ), nói. Bằng phương pháp ngưng tụ hơi hóa học (CVD - Chemical Vapour Deposition), lần đầu tiên nhóm nghiên cứu đã tạo ra các sợi nano dài 20 centimét. Nhờ chất xúc tác là lưu huỳnh và hydro, các phân tử carbon đã liên kết với nhau thành chuỗi cực mảnh mà không bị đứt.

"Trong quá trình này, các phân tử carbon đã kết hợp thành cấu trúc bền vững. Những sợi nano carbon dẻo như sợi mỳ ống luộc chứ không giòn như trước", ông Ajayan giải thích.

Tuần qua, một nhóm nghiên cứu khác của Viện Rensselaer đã phát hiện một tính chất mới của các ống nano carbon, đó là tính nhạy cảm với ánh sáng *. Một sinh viên đã phát hiện ra điều này khi dùng máy ảnh chụp các ống nano. Tương lai, người ta có thể dùng ống nano chế tạo sensor ánh sáng, hoặc làm ngòi nổ cho mìn.

Ánh sáng có thể đốt cháy ống nano

Những ống nano carbon kích cỡ vài phần tỷ milimét có thể bùng nổ và bốc cháy dưới tác dụng của chớp sáng cường độ nhẹ. Một sinh viên năm thứ nhất của Viện Rensselaer ở Troy (Mỹ) đã tình cờ phát hiện ra hiệu ứng này khi dùng máy ảnh chụp một đám ống nano trong phòng thí nghiệm.

Andres de la Guardia - tác giả của phát hiện trên - rất ngạc nhiên khi thấy đám ống nano này bùng cháy dưới chớp sáng của đèn máy ảnh. Anh đã ghi lại hiệu ứng này và thông báo với Giáo sư Ganapathiraman Ramanath - một chuyên gia về ống nano carbon.

Những phân tích tiếp theo của Ramanath cho thấy, ống nano carbon rất nhạy cảm với ánh sáng. Ở môi trường thiếu ôxy, ánh sáng không gây cháy, nhưng có thể làm thay đổi cấu trúc tinh thể của ống. Hiệu ứng này khiến các nhà khoa học phải hết sức cảnh giác khi sử dụng ống nano carbon trong các mạch vi điện tử.

Tuy nhiên, tính năng nhạy cảm với ánh sáng của ống nano carbon cũng có nhiều lợi thế trong việc mở ra các hướng ứng dụng mới, như dùng làm sensor ánh sáng, hoặc ngòi nổ cho mìn.

Hạt nano chuyển chì và cadmium ra khỏi cơ thể
Các nhà khoa học Đức mới chế tạo thành công hạt nano đường kính 100 nanomét (1 nanomét = 1 phần tỷ mét). Hạt nano này rỗng ruột, vỏ có nhiều lỗ hổng như lỗ chân lông ở da, đủ cho các ion chì và cadmium lọt qua. Người ta có thể dùng nó để đem chất độc kim loại ra ngoài.

Thành tựu này của nhóm nghiên cứu thuộc Viện Hóa học Max - Plank, Postdam (Đức), ngay lập tức được giới y học đón nhận nồng nhiệt.

Nhóm khoa học dẫn đầu bởi Sascha General đã tìm thấy hình mẫu lý tưởng để thiết kế hạt nano rỗng, đó là các màng tế bào. Màng tế bào có những "rãnh protein", thực chất là những lỗ hổng, cho phép một số ion nhất định (của khoáng chất hòa tan) đi qua.

Mô phỏng nguyên lý hoạt động của màng tế bào, nhóm khoa học đã chế tạo hạt nano rỗng từ chất dẻo (polyethylenimin). Chất dẻo này tạo khung màng, trong khi hai phụ chất hóa học đặc biệt khác giúp màng luôn phồng lên.

Khi đặt hạt nano rỗng này lên một mặt phẳng bằng than chì và quan sát dưới kính hiển vi điện tử, các nhà khoa học thấy rằng, nó trông giống hệt một quả bóng rỗng với các lỗ nhỏ chi chít trên bề mặt. Hạt nano có đường kính khoảng 100 nanomét, các lỗ hổng ở vỏ có đường kính 10,4 nanomét, vừa đủ cho các ion chì và cadmium lọt qua.
Tương lai, hạt nano rỗng sẽ được sử dụng trong y học. Nó sẽ chui vào các mạch máu để lấy bớt chất độc kim loại nặng ra ngoài.