Nano - công nghệ của thế kỷ 21

Theo Hiệp hội Công nghệ nano Hoa Kỳ, công nghệ nano là ngành công nghệ liên quan đến việc thiết kế, phân tích, chế tạo và ứng dụng các cấu trúc, thiết bị và hệ thống bằng việc điều khiển hình dáng, kích thước ở quy mô nanomet (1 nm = 10−9 m), tức kích thước nhỏ cỡ nguyên tử, phân tử và siêu phân tử.

Công nghệ nano đang được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực. (Ảnh: kt).

Các ý tưởng và khái niệm về khoa học nano và công nghệ nano bắt đầu từ bài nói chuyện của nhà vật lý Richard Feynman (người đoạt giải Nobel Vật lý 1965) trong một cuộc họp của Hiệp hội Vật lý Hoa Kỳ tại Học viện Công nghệ California (CalTech) vào 29/12/1959 - rất lâu trước khi thuật ngữ nanotechnology được sử dụng.

Sau đó, khi khám phá ra công nghệ gia công siêu chính xác, giáo sư Norio Taniguchi đưa ra thuật ngữ công nghệ nano (nanotechnology) tại Đại học Tokyo, năm 1974. Cho đến năm 1981, với sự phát triển của kính hiển vi quét xuyên hầm (STM) và kính hiển vi lực nguyên tử (AFM) có thể "nhìn thấy" các nguyên tử riêng biệt, công nghệ nano hiện đại bắt đầu phát triển.

Công nghệ nano có ứng dụng rất lớn trong cuộc sống và là một công nghệ triển vọng ngay tại thời điểm hiện tại lẫn tương lai. Y tế là một trong những lĩnh vực ứng dụng lớn nhất của công nghệ nano.

Một nghiên cứu đã cho kết quả rất khả quan khi sử dụng các hạt nano vàng để chống lại nhiều loại ung thư. Các hạt nano này sẽ được đưa đến các khối u bên trong cơ thể, sau đó chúng được tăng nhiệt độ bằng tia laser hồng ngoại chiếu từ bên ngoài để có thể tiêu diệt các khối u.

Các nhà khoa học đang nghiên cứu một dự án nanorobot vô cùng đặc biệt. Với những chú robot có kích thước siêu nhỏ, có thể đi vào bên trong cơ thể con người để đưa thuốc điều trị đến trực tiếp những bộ phận cần thiết, làm tăng khả năng cũng như hiệu quả điều trị.

Nhà vật lí Richard Feynman, cha đẻ của công nghệ nano. (Ảnh: kt).

Theo tạp chí Nature Biomedical Engineering, phát hiện sớm ung thư nhờ nano quang học tỏ ra ưu việt hơn so với các phương pháp phát hiện ung thư trước đó. Nano quang học cho kết quả nhanh hơn chụp cộng hưởng từ cùng khả năng hỗ trợ phát hiện sớm, theo dõi và điều trị hơn 100 loại ung thư trên người.

Với kích thước nhỏ bé, cộng với việc “ngụy trang” giống như các thực thể sinh học khác và có thể thâm nhập vào các tế bào hoặc virus, vật liệu từ nano trong sinh học có thể được ứng dụng để tách tế bào, dẫn truyền thuốc, tăng độ sắc nét hình ảnh trong cộng hưởng từ hạt nhân.

Ứng dụng công nghệ nano trong nông nghiệp đang được nhiều nước xem là hướng đi mới để phát triển một nền nông nghiệp hiệu quả, kinh tế và an toàn hơn. Công nghệ nano đã được ứng dụng vào phòng và trị các nguồn bệnh do vi khuẩn, vi rút, nấm, gây ra trên cây trồng, vật nuôi, bảo quản nông sản.

Hạt nano vi lượng đóng vai trò như một yếu tố kích thích sinh học. Khi được phun các hạt nano vi lượng, lá cây hấp thụ và cây được bổ sung chất dinh dưỡng cần thiết, như vậy cây sẽ phát triển tốt và cho năng suất cao.

Trên thế giới đã có sự quan tâm đáng kể đối với việc sử dụng công nghệ nano trong nông nghiệp như phân bón nano, thuốc trừ sâu nano hay cảm biến siêu nhỏ phát hiện mầm bệnh, giám sát điều kiện môi trường trên cánh đồng...

Công nghệ nano cũng được ứng dụng rộng rãi trong ngành công nghiệp thực phẩm. Những ứng dụng đang góp phần thay đổi bộ mặt của thực phẩm như thêm hương vị, tăng giá trị dinh dưỡng của thực phẩm, phát minh ra các vật dụng đựng thực phẩm kháng khuẩn… dựa trên công nghệ nano.

Nhiều sản phẩm phục vụ con người và đời sống đã được chế tạo bằng công nghệ nano, vẫn đang xuất hiện mỗi ngày như kem chống nắng, kính tự rửa, các lớp phủ chống xước, quần áo, băng vệ sinh kháng khuẩn…

Một ý tưởng vô cùng đặc biệt với loại quần áo có khả năng diệt vi khuẩn gây mùi hôi khó chịu trong quần áo đã trở thành hiện thực với việc áp dụng các hạt nano bạc. Các hạt nano bạc này có thể thu hút các vi khuẩn và tiêu diệt các tế bào của chúng. Ứng dụng hữu ích này đã được áp dụng trên một số mẫu quần áo thể thao.

Công nghệ nano có thể biến chiếc áo đang mặc thành một trạm phát điện di động. Sử dụng các nguồn năng lượng như gió, năng lượng mặt trời và với công nghệ nano sẽ có thể sạc điện cho chiếc smartphone của mình mọi lúc mọi nơi. Ứng dụng này còn được sử dụng rộng rãi hơn với ý tưởng chế tạo những chiếc buồm bằng vật liệu nano, với khả năng chuyển hóa năng lượng tự nhiên thành điện năng.

Ứng dụng công nghệ nano đã bao phủ toàn bộ toàn bộ các ngành, đưa thế giới tiến lên một nấc thang mới trong mọi lĩnh vực. Công nghệ nano được gọi là cuộc cách mạng công nghiệp tiếp theo, là một công nghệ then chốt của thế kỷ 21, sẽ cho phép sản xuất nhiều sản phẩm chất lượng cao với chi phí rất thấp./.

CTV Hương Giang/VOV.VN (Tổng hợp)