Chương 2 vật liệu nano sự phát triển và tiềm năng

Chương 2. VẬT LIỆU NANO SỰ PHÁT TRiỂN VÀ TIỀM NĂNG 29/5/20092 29/5/20093  Công nghệ nano đang thúc đẩy cuộc cách mạng công nghệ mới và dự báo công nghệ này sẽ đem lại 1.000 tỷ USD cho nhân loại vào cuối thập kỷ này.  Các dự án công nghệ nano hiện nay ở Mỹ đã thu hút vốn đầu tư hơn 800 triệu USD. Trên toàn cầu, hơn 3.000 bằng phát minh về công nghệ nano đã được bảo hộ bản quyền hàng năm.  Các nước công nghiệp phát triển đã thực hiện chiến lược phát triển công nghệ nano như là ngành công nghiệp mũi nhọn.Các nhà khoa học Anh và Canada khẳng định sự ứng dụng rộng rãi của công nghệ nano trong tất cả các lĩnh vực như công nghiệp, điện tử, hóa học, sinh học, mỹ phẩm, y tế, môi trường…  Các sản phẩm của công nghệ nano hiện đã xuất hiện tại các siêu thị, trong các thiết bị điện tử, các vi mạch silicon…. và sẽ trở thành các mặt hàng thực phẩm hoặc dược phẩm trong tương lai gần. Công nghệ nano sẽ góp phần giải quyết hàng loạt các vấn đề trong đời sống con người.  Các nhà khoa học kêu gọi cộng đồng quốc tế khẩn cấp xây dựng luật pháp và quy chế về phát triển và ứng dụng công nghệ nano phục vụ đời sống con người và ngăn chặn sử dụng công nghệ này vào các mục đích nguy hiểm đối với con người và môi trường. 29/5/20094 Theo TTXVN ( http://thegioinano.com) 10/2008  Tại Mỹ, toàn bộ hoạt động nano đã có sự phê chuẩn của Tổng thống. Đầu tháng 12 năm 2003, Tổng thống Mỹ - Bush đã ký sắc lệnh Nghiên cứu và Phát triển công nghệ nano thế kỷ 21. Sắc lệnh này phê chuẩn một ngân sách 3,7 tỉ USD cho các chương trình nghiên cứu và phát triển trong bốn năm được phối hợp giữa một số cơ quan liên bang trong lĩnh vực công nghệ nano.  29/5/20095  Giáo sư Pugno vừa giới thiệu công nghệ này trên Tạp chí Vật lý của Viện Vật lý. Ông nói, một mặt phẳng có những ống nano carbon thì có sức kết dính lớn hơn chân con nhện hoặc con tắc kè đến 200 lần. Ông cho rằng sẽ sớm chứng kiến cảnh người ta leo trèo bên ngoài tòa nhà chọc trời Empire State Building ở New York (Mỹ) chỉ nhờ đôi giày và găng tay có dán “keo dính”. Ông dự đoán, bộ trang phục này sẽ được sản xuất từ năm 2017. Hiện nhóm nghiên cứu của ông đang thử thiết kế kiểu trang phục này, vừa có thể giúp người ta leo trèo như nhện, vừa có thể giặt sạch được mà không bị mất độ kết dính  29/5/20096 29/5/20097 29/5/20098 Intel vừa hoàn thiện công nghệ xử lý 90 nanomet (nm - 1 phần tỷ mét). Hãng cũng có kế hoạch thu nhỏ cổng transistor xuống còn 10 nm vào năm 2011. Tuy nhiên, vào năm 2013, Intel cũng như tất cả các hãng sản xuất chip khác sẽ cần những chất liệu mới để có thể duy trì định luật Moore - tăng gấp đôi số lượng transitor gắn trên cùng một thể tích silicon theo từng chu kỳ 2 năm. Hãng sản xuất chip lớn nhất thế giới vừa công bố định hướng phát triển tới năm 2020, với trọng tâm đặt vào những chất liệu mới như ống carbon nano và dây dẫn nano cùng các kỹ thuật mang tính cách tân để đưa transistor xuống tầm nguyên tử.  29/5/20099 IBM chip  Chỉ 10 năm nữa, người ta sẽ “đu” được trên tường những tòa nhà chọc trời, hoặc “nằm” trên trần nhà mà không bị té uỵch xuống sàn Đó là nhờ những bộ trang phục kiểu “người nhện”, ứng dụng công nghệ nano. Giáo sư Pugno giải thích, các ống nano carbon sẽ kết hợp 3 thể kết dính: sức ma sát của các ống, sự kết dính “van der Waals” (theo nguyên tắc các vật nhỏ dính vào những vật lớn hơn, làm cho những sợi lông li ti dưới chân con nhện hoặc con tắc kè bám dính vào tường thủy tinh hay trần nhà bê tông) và sự kết dính mao dẫn (thường thấy ở một ly nước, khi mép nước cao hơn một chút so với mặt nước). 29/5/200910 [...]... Carbon nanotube for nanocomposite Carbon nanotube for nanocomposite (Hình chụp mô tả cấu trúc bên trong của một MOSFET; chúng ta thấy rõ sự hình thành kênh dẫn điện bởi chất bán dẫn Si) VDS VGS G S N ID S D N SiO 2 (Sự phân cực bằng nguồn một chiều trên các cực G, D, S của MOSFET) (Hình ảnh mô tả khi các electron và các lổ trống di chuyển ngược chiều và gặp nhau Sự va chạm làm phát ra tia hồng ngoại... = 0o – 30o (n ≠ m), ớng “chiral” Carbon nanotube BÁN DẪN KIM LOẠI Carbon nanotube Ứng śt Young (GPa) MWNT SWNT Đợ cứng (Gpa) Tỷ trọng (g/cm3) 1 .20 0 1.000 ~ 150 75 2, 6 1,3 Đợ dẫn nhiệt của ớng nano đa vách khoảng từ 1.800 đến 6.000 W/m.K, và hơn 3.000 W/m.K đới với ớng nano đơn vách Còn đợ bền nhiệt của các ớng than nano lên tới 2. 800oC ở chân khơng và khoảng 750oC trong... thấm ướt V ẬT Li ỆU NANO VƠ CƠ Carbon nanotube a Kim cương; b.Than chì; c) Lonsdaleite; d) – f) cấu trúc Fullerene (C60, C540, C70); g) Vơ định hình và h) Ớng than nano Carbon nanotube Techniques have been developed to produce nanotubes in sizeable quantities, including arc discharge, laser ablation, high pressure carbon monoxide (HiPCO), and chemical vapor deposition (CVD) Carbon Nanotubes n=m θ =30°... Tiến sỹ Kostya Novoselov và giáo sư Andre Geim đến từ trường Vật lý và Vũ trụ tại Đại học Manchester đã tiến hành nghiên cứu về khả năng ứng dụng của Graphene trong các thiết bị điện tử và là những người đầu tiên tách rời các chất khác ra khỏi Graphite Tiến sỹ Novoselov cho biết graphene là một chất dẫn tuyệt vời, khiến cho nó trở thành một ngun liệu tuyệt vời để ứng dụng vào sản xuất chip “Grapeme... dùng một ống carbon ở cấp độ nano Sợi đốt của họ có độ dài 1,4 mm (ngắn hơn bóng sợi đốt truyền thống 10.000 lần) và có đường kính 13 nanomet (tương đương 100 ngun tử và nhỏ hơn sợi đốt truyền thống 100.000 lần) Ống hình trụ có chứa một màng tổng hợp, có độ dày khoảng 100 nanomét Hình phóng to cho thấy hình ảnh phóng lớn của màng tổng hợp chứa các phân tử liên kết hữu cơ và các lỗ nhỏ Chỉ có các phân... than nano thì đợ cứng đàn hời của CNT/polystyrene tăng 25 % so với polystyrene thơng thường Còn ống nano đơn vách khi phân tán tớt trong màng composite PVA (polyvinyl acetate) có phủ PVP (polyvinyl pyrrolidone) và SDS sẽ giúp tăng cường sức căng cơ học và ứng śt đàn hời Còn trong sợi PAN/SWNT, với 10% SWNTs sẽ tăng 100% ứng śt đàn hời ở nhiệt đợ phòng Carbon nanotube... hoạt động và có thể so sánh với ngun liệu tốt nhất hiện nay Chúng tơi tin rằng chúng tơi có thể khiển cho việc truyền điện nhanh hơn gấp 10 lần.” Khơng giống như Silicon, bóng bán dẫn Graphene càng nhỏ lại càng hoạt động tốt hơn TỒN TRỮ KHÍ HYDROGEN THANH AFM Applications of Carbon Nanotubes in Biotechnology and Biomedicine Journal of Biomedical N anotechnology , Volume 1, Number 1, March 20 05 , pp... Journal of Biomedical N anotechnology , Volume 1, Number 1, March 20 05 , pp 3-17(15) Carbon nanotube In particular, the recent integration of carbon nanotubes into biological systems has suggested their potential employment in the delivery of therapeutic molecules, such as drugs, antigens and genes Carbon nanotube . Chương 2. VẬT LIỆU NANO SỰ PHÁT TRiỂN VÀ TIỀM NĂNG 29 /5 /20 0 92 29/5 /20 093  Công nghệ nano đang thúc đẩy cuộc cách mạng công nghệ mới và dự báo công nghệ này sẽ. pháp và quy chế về phát triển và ứng dụng công nghệ nano phục vụ đời sống con người và ngăn chặn sử dụng công nghệ này vào các mục đích nguy hiểm đối với con người và môi trường. 29 /5 /20 094 Theo. ( http://thegioinano.com) 10 /20 08  Tại Mỹ, toàn bộ hoạt động nano đã có sự phê chuẩn của Tổng thống. Đầu tháng 12 năm 20 03, Tổng thống Mỹ - Bush đã ký sắc lệnh Nghiên cứu và Phát triển công nghệ nano