Định nghĩa và vai trò của công nghệ nano trong cách mạng công nghiệp 4.0

Định nghĩa: công nghệ nano là gì?Địnhnghĩavàvaitròcủacôngnghệnanotrongcáchmạngcôngnghiệlich bong da anh ngoai hang

Theo tổng hợp trên Wikipedia, công nghệ nano (nanotechnology) được định nghĩa là chuyên ngành về vật liệu ở kích thước nhỏ cỡ nguyên tử, phân tử và siêu phân tử. Định nghĩa cụ thể hơn về công nghệ nano được đưa ra bởi Hiệp hội Công nghệ nano Hoa Kỳ (NNI), theo đó công nghệ nano là chuyên ngành về vật liệu có kích cỡ tối thiểu từ 1 đến 100 nanomét (1 tỷ nanomét mới bằng 1 mét).

Trong tiếng Anh, nanotechnology thường được dùng ở dạng số nhiều để bao hàm vùng nghiên cứu và ứng dụng rộng lớn với đặc tính chung về kích cỡ như trên, bao gồm sinh học phân tử, linh kiện bán dẫn, lưu trữ năng lượng, lắp ráp.

Trong các quảng cáo tủ lạnh chúng ta vẫn thường nghe thấy công nghệ Silver Nano hay Nano Bạc, là hệ thống được trang bị một lớp tráng với các hạt ion bạc Ag+ có khả năng kháng khuẩn vô cùng mạnh mẽ, ngăn chặn sự hình thành và phát triển của các vi khuẩn gây hại có trong thực phẩm, bảo vệ tối ưu cho sức khỏe.

Nhưng đó chỉ là dấu hiệu sơ khai của công nghệ nano. Nhóm nhà nghiên cứu tại Đại học Trung tâm Florida mới đây đã tạo ra các siêu tụ điện với lõi một chiều làm từ những sợi dây nano bằng Wolfram Trioxide (WO3) đơn tinh thể mật độ cao, bọc bên ngoài là lớp vỏ hai chiều bằng Wolfram Disulfide (WS2), hai thành phần này chỉ cách nhau bằng một khoảng cách dưới nanomet.

Dạng siêu tụ điện dây nano này sẽ giải quyết được vấn đề về kích thước của siêu tụ điện thông thường, vốn có lợi thế đáng kể so với pin lithium-ion ngoại trừ kích cỡ cần quá lớn. Với siêu tụ điện dây nano, chúng ta có thể đặt hàng triệu sợi dây nano trên cùng một kích thước của những viên pin trong smartphone.

Một chiếc tụ điện được tạo ra từ hàng triệu sợi dây nano này sẽ có những đặc tính lý tưởng để thay thế cho các viên pin lithium-ion. Ví dụ, chúng có thể sạc và xả điện với tốc độ nhanh đáng kể.

Lợi thế khác là các siêu tụ điện dây nano này không bị chai giống như pin lithium-ion. Một viên pin lithium-ion trung bình có tuổi thọ từ 1.000 đến 1.500 chu kỳ nạp xả, trong khi đó các siêu tụ điện nano không cho thấy sự suy giảm nào về hiệu suất sau khi trải qua 30.000 chu kỳ nạp xả.

Nếu tất cả những điều trên là chưa đủ thì các siêu tụ điện này còn có một ưu điểm khác, chúng được đặt trên một chất nền linh hoạt, vì vậy có thể được chế tạo theo các hình thù mong muốn hoặc đưa vào trong các thiết bị đeo.

Đó là công nghệ pin, còn trong y học công nghệ nano cũng có những ứng dụng to lớn. Với căn bệnh ung thư, thông thường sau khi phẫu thuật người ta sẽ tiến hành hóa trị hoặc xạ trị để loại bỏ hoàn toàn các tế bào ung thư còn sót lại. Tuy nhiên những năm gần đây, các nhà vật lý và khoa học có vẻ đã đi tìm lời giải tốt hơn cho bài toán này ở công nghệ nano.

Một trong những phương pháp mới được phát triển bởi các nhà khoa học tại trường Đại học Rice ở Houston, Texas, Mỹ cho thấy, các cụm nguyên tử vàng có thể cung cấp một loại "vũ khí" hữu dụng để chống lại các tế bào ung thư.

Thông thường, các khối u rắn thường có các mạch máu rò rỉ. Do đó, khi các hạt nano vàng được tiêm vào máu, chúng sẽ đi qua các lỗ mạch bị mở này và vào bên trong khối u. Khi các tế bào ung thư phát triển chúng sẽ bao phủ các hạt nano vàng này.

(责任编辑：Ngoại Hạng Anh)