Bài tiểu luận vật liệu nano

Bài tiểu luận vật liệu nano

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH Khoa KỸ THUẬT HÓA HỌC

BÀI TIỂU LUẬN VẬT LIỆU NANO Giảng viên hướng dẫn : NGUYỄN TRƯỜNG SƠN.

Nhóm 3

TP.HCM 25/09/2015

LỜI NÓI ĐẦU

Lý do chọn đề tài ?

Vật liệu Nano hiện nay không còn là môt khái niệm xa lạ đối với mọi người, bởi vì sự

có mặt của chúng trong cuộc sống hàng ngày từ y tế, môi trường, máy tính cho đến cácngành công nghiệp quân sự Tất cả mọi thứ xung quanh chúng ta đều có sự hiện diệncủa vật liệu nano

Qua một số giới thiệu trên đây chúng ta không thể phủ nhận và phớt lờ đi những đặc

tính kì diệu của vật liệu nano mang lại Vậy “tại sao chúng ta-những con người trong

thời đại mới-thời đại khoa học công nghệ, không tìm hiểu về một loại vật liệu nhỏ nhưng có võ-vật liệu nano?” Chúng tôi còn cho rằng dây là: “VUA CỦA MỌI LOẠI

VẬT LIỆU” Đây cũng chính là lý do chúng tôi chọn đề tại này nhằm giới thiệu cho các

bạn một cách tổng quan về vật liệu nano, tạo hứng thú trong học tập và nghiên cứu cácloại vật liệu Trong quá trình nghiên cứu và soạn thảo ắt hẳn không tránh khỏi những saisót, mong quý bạn đọc thông cảm và góp ý

Trong phạm vi đề tài này sẽ giới thiệu cho các bạn về các vấn đề liên quan đến vật liệunano:

 Tổng quan về ngành công nghệ Nano

 Phương pháp chế tạo

 Ứng dụng trong thực tế và kĩ thuật

 Tầm quan trọng và tiềm năng phát triển

Trong khuôn khổ nghiên cứu tài liệu trên Internet, sách vở, tạp chí, và tham khảo ý kiếncủa các thầy cô giáo về lĩnh vực vật liệu nano

I TỔNG QUAN VỀ NGÀNH CÔNG NGHỆ NANO:

gày 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 làmột vấn đề mang nhiều sự hoài nghi về tính khả thi, nhưng trong thời đại ngàynay ta có thể thấy được công nghệ nano trở thành một vấn đề hết sức thời sự và được sựquan tâm nhiều hơn của các nhà khoa học Các nước trên thế giới hiện nay đang bướcvào một cuộc chạy đua mới về phát triển và ứng dụng công nghệ nano

N

VẬY NANO RA ĐỜI VÀ PHÁT TRIỂN NHƯ THẾ NÀO ?

Tiền tố Nano xuất hiện lần đầu tiên trong tài liệu khoa học vào năm 1908, khi Lohmann

sử dụng nó để chỉ các sinh vật có đường kính 200 nm Tiếp theo, năm 1959, RichardFeynman (1918-1988-giải Nobel vật lý năm 1965) đã có dự đoán thiên tài về CNNNthông qua bài phát biểu “there’s plenty of room at the bottom” (có rất nhiều chỗ trống ởmiệt dưới) tại California Institute of Technology (Caltech, Mỹ) Vấn đề ông đặt ra làlàm sao có thể chứa toàn bộ 24 quyển Bách Khoa Từ điển Britannica với tổng cộng

25000 trang giấy trên đầu cây kim có đường kính 1,5 mm Kỹ thuật ở đây mà ông muốnnói tới là phương pháp “từ trên xuống”, nó là tiền đề và là “linh hồn” để chúng ta cónhững chiếc máy tính to bằng vài tòa nhà thành những chiếc máy tính có thể bỏ balomang đi dễ dàng như bây giờ

Theo dòng thời gian, Gordon Moore, 1 trong những nhà sáng lập của công ty Intel (Mỹ),trong một bài viết vào năm 1965 đã tiên đoán bằng trực giác của một nhà khoa học là cứmỗi hai năm mật độ của các transistor được nhồi vào mỗi chip cho máy vi tính sẽ tănggấp đôi nhờ vào kỹ thuật thu nhỏ và đặc tính của nguyên tố silicon

Vào năm 1974, Tanigushi lần đầu tiên sử dụng thuật ngữ công nghệ nano (nanotechnology) hàm ý sự liên kết các vật liệu cho kĩ thuật chính xác trong tương lai Hiệntại trong khoa học, tiền tố nano biểu thị con số 10-9 m

Tổ chức Nanotechnology Initiative (NN) trực thuộc chính phủ Mỹ định nghĩa công nghệnano (CNNN) là “bất cứ thứ gì liên quan đến các cấu trúc có kích thước nhỏ hơn100nm”

Cụ thể hơn, CNNN là khoa học, kỹ thuật và thao tác liên quan đến các hệ thống có kíchthước nano, ở đó các hệ thống này thực hiện nhiệm vụ điện, cơ, sinh, hóa hoặc tính toánđặc biệt Nền tảng của công nghệ này là hiện tượng “các cấu trúc, thiết bị và hệ thống cótính chất, chức năng mới khi ở kích thước siêu nhỏ” Cấu trúc cơ bản của CNNN baogồm các hạt hay tinh thể nano, lớp nano và ống nano Các cấu trúc nano này khác nhau

ở chỗ chúng được tạo ra như thế nào và các nguyên tử, phân tử của chúng được sắp xếp

ra sao

*Hướng nghiên cứu chính:

4 Lấy tự nhiên làm hình mẫu để phấn đấu Sản xuất các thiệt bị có độ bám tốt như loàithạch sung, chống dính như lá sen…

5 Sản xuất các loại thực phẩm nhờ CNNN để tăng độ hấp dẫn cũng như giá trị dinhdưỡng cho các món ăn

Tại Việt Nam:

Phòng Khoa học và Công nghệ Nano tập trung hỗ trợ và chủ trì triển khai các nghiêncứu về phát triển các cấu trúc vật liệu mới-thông minh, vật liệu có cấu trúc nano và linhkiện micro-nano trên cơ sở khai thác tối đa tính liên ngành của các ngành khoa học và

công nghệ trong trường ĐHBKHN như: Khoa học và công nghệ vật liệu; Khoa học và công nghệ hóa học; Vật lý và khoa họcmáy tính; Điện, điện tử, công nghệ sinh học và môi trường.

1 Nghiên cứu tổng hợp và xử lý các vật liệu kích thước nano, các cấu trúc, hệ thốngvật liệu có cấu trúc nano

2 Tiến hành các hoạt động nghiên cứu mang tính dài hạn về khoa học và công nghệnano, dẫn tới việc tăng cường hiểu biết về các tính chất cơ bản của vật liệu và côngnghệ nano, đồng thời khám phá, phát hiện các hiện tượng mới, các quy trình

chế tạo và các dụng cụ phương tiện phục vụ cho công nghệ nano

3 Nghiên cứu chế tạo các thiết bị, linh kiện có kích thước nano nhằm khai thác cáctính năng ưu việt của vật liệu nano

4 Ứng dụng và chuyển giao công nghệ các vật liệu và các hệ thống có cấu trúc nano vàocác ứng dụng cụ thể trong các ngành năng lượng, môi trường, y tế, điện tử - viễn thông

Vậy chúng ta hãy cùng tìm hiểu xem công nghệ NANO là gì và các ứng dụng của nónhư thế nào ?

1 Khái niệm chung và đặc điểm :

Vật liệu nano là gì?

Vật liệu nano là vật liệu có ít nhất một chiều kích thước Nanomet Nó là đốitượng nghiên cứu của khoa học và công nghệ nano Khi người ta nói đến nano, tức lànói đến một phần tỉ của cái gì đó Ví dụ, một nano giây tức là 1/1.000.000.000 giây

Mục đích của công nghệ nano:

Mục đích của công nghệ nano là xây dựng một cấu trúc nhỏ bé nhất từ những nguyênliệu cơ bản trong bảng tuần hoàn hóa học và như vậy có thể chế tạo ra những vật liệu,nguyên liệu với các đặc tính mới

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 lớn khác với cách làm thôngthường từ trên xuống dưới, từ to đến nhỏ

Công nghệ nano đã mở ra một kỷ nguyên mới trong lĩnh vực khoa học kỹ thuật, đặc tínhcủa nguyên liệu hoàn toàn thay đổi khi dùng nano để xử lý

Với sự phát triển như hiện nay, các nhà khoa học cho rằng, trong tương lai không xa,con người sẽ chế tạo ra những chiếc máy nano thông minh có khả năng mô phỏng thiênnhiên, lắp ghép các nguyên tử, phân tử và lập trình để chúng thực hiện theo những chứcnăng cần thiết, tạo ra những thứ có ích hoặc tiêu diệt những chất có hại

Phân loại vật liệu nano:

Về trạng thái của vật liệu, người ta phân chia thành ba trạng thái, rắn, lỏng và khí Vậtliệu nano được tập trung nghiên cứu hiện nay, chủ yếu là vật liệu rắn, sau đó mới đếnchất lỏng và khí Về hình dáng vật liệu, người ta phân ra thành các loại sau:

 Vật liệu nano không chiều (cả ba chiều đều có kích thước nano), ví

Ngoài ra còn có vật liệu có cấu trúc nano hay nanocomposite trong đó chỉ có một phầncủa vật liệu có kích thước nm, hoặc cấu trúc của nó có nano không chiều, một chiều, haichiều đan xen lẫn nhau.

2 Cấu tạo và tính chất

Cấu tạo và tính chất của vật liệu nano đều bắt nguồn từ cơ sở khoa học của nó.

Có ba cơ sở khoa học để nghiên cứu công nghệ nano

 Chuyển tiếp từ tính chất cổ điển đến tính chất lượng tử

Đối với vật liệu vĩ mô gồm rất nhiều nguyên tử, các hiệu ứng lượng tử được trung bìnhhóa với rất nhiều nguyên tử (1 μm3 có khoảng 1012 nguyên tử) và có thể bỏ qua cácm3 có khoảng 1012 nguyên tử) và có thể bỏ qua cácthăng giáng ngẫu nhiên Nhưng các cấu trúc nano có ít nguyên tử hơn thì các tính chấtlượng tử thể hiện rõ ràng hơn Ví dụ một chấm lượng tử có thể được coi như một đạinguyên tử, nó có các mức năng lượng giống như một nguyên tử

 Hiệu ứng bề mặt

Khi vật liệu có kích thước nm, các số nguyên tử nằm trên bề mặt sẽ chiếm tỉ lệđáng kể so với tổng số nguyên tử Chính vì vậy các hiệu ứng có liên quan đến bề mặt,gọi tắt là hiệu ứng bề mặt sẽ trở nên quan trọng làm cho tính chất của vật liệu có kíchthước nanomet khác biệt so với vật liệu ở dạng khối

 Kích thước tới hạn

Các tính chất vật lý, hóa Các tính chất vật lý, hóa học của các vật liệu đều có một giớihạn về kích thước Nếu vật liệu mà nhỏ hơn kích thước này thì tính chất của nóhoàn toàn bị thay đổi Người ta gọi đó là kích thước tới hạn Vật liệu nano cótính chất đặc biệt là do kích thước của nó có thể so sánh được với kích thước tới hạncủa các tính chất của vật liệu Ví dụ: điện trở của một kim loại tuân theo định luậtOhm ở kích thước vĩ mô mà ta thấy hàng ngày Nếu ta giảm kích thước của vật liệuxuống nhỏ hơn quãng đường tự do trung bình của điện tử trong kim loại, mà thường cógiá trị từ vài đến vài trăm nm, thì định luật Ohm không còn đúng nữa Lúc đó điện trởcủa vật có kích thước nano sẽ tuân theo các quy tắc lượng tử Không phải bất cứ vậtliệu nào có kích thước nano đều có tính chất khác biệt mà nó phụ thuộc vào tínhchất mà nó được nghiên cứu Các tính chất khác như tính chất điện, tính chất từ, tínhchất quang và các tính chất hóa học khác đều có độ dài tới hạn trong khoảng nm

Giải thích tính chất mới lạ của vật liệu nano?

ật liệu nano có những tính chất mới lạ do chúng ở kích thước nhỏ bé vànhững kích thước này thay đổi theo kích thước và hình dạng của chúng Dođặc điểm của kích thước, tính chất của vật liệu nano nằm giữa tính chấtlượng tử của nguyên tử và tính chất khối của vật liệu Có nhiều nguyên nhân để giảithích hiện tượng này và tùy thuộc vào kiểu vật liệu Trong các chất bán dẫn nó có được

do sự hạn chế chuyển động của electron trong một không gian nhỏ hơn so với dạngkhối Với những kim loại loại qúy khi kích thước hạt giảm đến khoảng vài chục nanomét có một sự hấp thụ mới, rất mạnh từ sự dao động cộng hưởng của các electron trongvùng dẫn từ bề mặt của hạt này đến bề mặt của hạt khác Sự dao động này có một tần sốtương ứng với vùng khả biến Điều này gọi là sự hấp thụ plasmon bề mặt.Sự hấp thụmạnh này sinh một đặc trưng màu rực rỡ và đã được ứng dụng từ thế kỉ 17 nhưng thời

đó chưa giải thích được.Những hạt vàng có thể sinh ra màu hồng sáng chói và đượcdùng trong sản xuất kính màu cho những cửa sổ ở các nhà thờ ở Châu Âu, trong gốm sứ,

và cá vật dụng trang trí khác ở Trung Quốc Với nhiều kim loại chuyển tiếp, việc giảmkích thước hạt sẽ làm tăng tỉ lệ diện tích bề mặt trên thể tích hạt Điều này sẽ làm chochúng có nhiều ứng dụng và khả năng hơn trong ứng dụng làm chất xúc tác và hấp phụ

V

II CÁC PHƯƠNG PHÁP CHẾ TẠO VẬT LIỆU NANO

ật liệu nano được chếtạo bằng hai

va chạm vào nhau và phá vỡ bột đến kích thước nano Kết quả thu được là vật liệu nanokhông chiều (các hạt nano)

+ Trong phương pháp biến dạng có thể là đùn thủy lực, tuốt, cán, ép Nhiệt độ cóthể được điều chỉnh tùy thuộc vào từng trường hợp cụ thể Nếu nhiệt độ lớn hơn nhiệt

độ phòng thì được gọi là biến dạng nóng, còn nhiệt độ nhỏ hơn nhiệt độ phòng thì đượcgọi là biến dạng nguội Kết quả thu được là các vật liệu nano một chiều (dây nano) hoặchai chiều (lớp có chiều dày nm)

+ Ngoài ra, hiện nay người ta thường dùng các phương pháp quang khắc để tạo racác cấu trúc nano phức tạp

Ưu điểm: Đây là các phương pháp đơn giản, rẻ tiền nhưng rất hiệu quả, có thể chế tạođược một lượng lớn vật liệu

Nhược điểm: Tính đồng nhất của vật liệu không cao, dễ lẫn nhiều tạp chất không mongmuốn

2 Phương pháp từ dưới lên.

Nguyên lý: Hình thành vật liệu nano từ các nguyên tử hoặc ion Phương pháp từdưới lên được phát triển rất mạnh mẽ vì tính linh động và chất lượng của sản phẩm cuốicùng Phần lớn các vật liệu nano mà chúng ta dùng hiện nay được chế tạo từ phươngpháp này Phương pháp từ dưới lên có thể là phương pháp vật lý, hóa học hoặc kết hợp

cả hai phương pháp hóa-lý

+ Phương pháp vật lý: Là phương pháp tạo vật liệu nano từ nguyên tử hoặc chuyển

pha Nguyên tử để hình thành vật liệu nano được tạo ra từ phương pháp vật lý:bốc bay nhiệt (đốt, phún xạ, phóng điện hồ quang) Phương pháp chuyển pha: vậtliệu được nung nóng rồi cho nguội với tốc độ nhanh để thu được trạng thái vôđịnh hình, xử lý nhiệt để xảy ra chuyển pha vô định hình - tinh thể (kết tinh)(phương pháp nguội nhanh) Phương pháp vật lý thường được dùng để tạo cáchạt nano, màng nano, ví dụ: ổ cứng máy tính

+ Phương pháp hóa học: Là phương pháp tạo vật liệu nano từ các ion Phương pháp

hóa học có đặc điểm là rất đa dạng vì tùy thuộc vào vật liệu cụ thể mà người taphải thay đổi kỹ thuật chế tạo cho phù hợp Tuy nhiên, chúng ta vẫn có thể phânloại các phương pháp hóa học thành hai loại: hình thành vật liệu nano từ pha lỏng(phương pháp kết tủa, sol-gel, ) và từ pha khí (nhiệt phân, ) Phương pháp này

có thể tạo các hạt nano, dây nano, ống nano, màng nano, bột nano,

+ Phương pháp kết hợp: Là phương pháp tạo vật liệu nano dựa trên các nguyên tắc

vật lý và hóa học như: điện phân, ngưng tụ từ pha khí, Phương pháp này có thểtạo các hạt nano, dây nano, ống nano, màng nano, bột nano,

Ta cũng có thể chia phương pháp chế tạo vật liệu nano theo một cách khác sau đây:

Các vật liệu nano có thể thu được bằng bốn phương pháp phổ biến, mỗi phương phápđều có những điểm mạnh và điểm yếu, một số phương pháp chỉ có thể được áp dụng vớimột số vật liệu nhất định mà thôi

* Phương pháp hóa ướt (wet chemical):

Bao gồm các phương pháp chế tạo vật liệu dùng trong hóa keo (colloidalchemistry), phương pháp thủy nhiệt, sol-gel, và kết tủa

Theo phương pháp này, các dung dịch chứa ion khác nhau được trộn với nhautheo một tỷ phần thích hợp

Dưới tác động của nhiệt độ, áp suất mà các vật liệu nano được kết tủa từ dungdịch Sau các quá trình lọc, sấy khô, ta thu được các vật liệu nano

Ưu điểm:

+ Các vật liệu có thể chế tạo được rất đa dạng, chúng có thể là vật liệu vô

cơ, hữu cơ, kim loại

+ Đặc điểm của phương pháp này là rẻ tiền và có thể chế tạo được một khối

lượng lớn vật liệu

Nhược điểm:

+ Các hợp chất có liên kết với phân tử nước có thể là một khó khăn

+ Phương pháp sol-gel thì không có hiệu suất cao

* Phương pháp cơ học (mechanical)

Bao gồm các phương pháp tán, nghiền, hợp kim cơ học

Theo phương pháp này, vật liệu ở dạng bột được nghiền đến kích thướcnhỏ hơn

Ngày nay, các máy nghiền thường dùng là máy nghiền kiểu hành tinh haymáy nghiền quay

Phương pháp này thường được dùng để tạo vật liệu không phải là hữu cơnhư là kim loại

Ưu điểm:

+ Đơn giản, dụng cụ chế tạo không đắt tiền và có thể chế tạo với một lượng

lớn vật liệu

Nhược điểm:

+ Là các hạt bị kết tụ với nhau, phân bố kích thước hạt không đồng nhất, dễ

bị nhiễm bẩn từ các dụng cụ chế tạo và thường khó có thể đạt được hạt cókích thước nhỏ

* Phương pháp bốc bay

Gồm các phương pháp quang khắc (lithography), bốc bay trong chân không(vacuum deposition) vật lí, hóa học

Các phương pháp này áp dụng hiệu quả để chế tạo màng mỏng hoặc lớp bao phủ

bề mặt tuy vậy người ta cũng có thể dùng nó để chế tạo hạt nano bằng cách cạo vật liệu

từ đế

Hạn chế: Tuy nhiên phương pháp này không hiệu quả lắm để có thể chế tạo ở quy

mô thương mại

* Phương pháp hình thành từ pha khí (gas-phase)

Nguyên tắc của các phương pháp này là hình thành vật liệu nano từ pha khí.Gồm các phương pháp nhiệt phân (flame pyrolysis), nổ điện (electro-explosion),đốt laser (laser ablation), bốc bay nhiệt độ cao, plasma

+ Nhiệt phân là phương pháp có từ rất lâu, được dùng để tạo các vật liệu đơn

giản như carbon, silicon

+ Phương pháp đốt laser thì có thể tạo được nhiều loại vật liệu nhưng lại chỉ

giới hạn trong phòng thí nghiệm vì hiệu suất của chúng thấp

+ Phương pháp plasma một chiều và xoay chiều có thể dùng để tạo rất nhiều

vật liệu khác nhau nhưng lại không thích hợp để tạo vật liệu hữu cơ vìnhiệt độ của nó có thể đến 9000oC

Phương pháp hình thành từ pha khí dùng chủ yếu để tạo lồng carbon (fullerene)hoặc ống carbon, rất nhiều các công ty dùng phương pháp này để chế tạo vật liệu nano ởquy mô thương mại

III ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ NANO.

Công nghệ nano là một trong những công nghệ tiên tiến bậc nhất hiện nay và có rất nhiều ứng dụng trong y học, điện tử, may mặc, thực phẩm v.v Trong tương lai, nó

có thể cứu sống bạn khỏi căn bệnh ung thư, tạo ra những bộ quần áo chống bụi bẩn, thậm chí thay đổi cả các loại đồ ăn Ứng dụng của công nghệ nano dường như là vô hạn.

người thì đây là một khái

niệm khá trừu tượng, chúng

ta cũng không thể nhìn thấy

hay cảm thấy nó tồn tại

Tuy nhiên công nghệ nano đang góp phần lớn giúp thay đổi bộ mặt của khoa học côngnghệ hiện nay, ứng dụng của nó là rất rộng rãi từ vật liệu, xây dựng, sản phẩm tiêu dùngđến y tế, điện tử và rất nhiều ứng dụng khác nữa

1 Công nghệ NANO có thể cứu sống bạn (trong y học,môi trường )

+ Diệt khối ung thư bằng đạn Nano:

Hình : Viên đạn nano sinh học gắn vào tế bào.

Lâu nay để chữa ung thư có cách là phẫu thuật, cắt bỏ khối ung thư có cách là uốngthuốc, chiếu xạ…để chữa trị, thực chất cũng là nhằm trừ khử cac tế bào ung thư

Việc phẫu thuật có nhiều nguy hiểm, dễ bị cắt sót cũng như cắt lạm sang chỗ lành.Việc uống thuốc, chiếu xạ cũng vậy, tiêu diệt được các tế bào ung thư nhưng ít nhiềucũng tiêu diệt cả tế bào lành

Các nhà khoa học ở Đại Học Rice ( Houston, Mỹ) đã sang chế ra loại “ đạn nano”chỉ bắn tiêu diệt tế bào ung thư, không động chạm đến tế bào lành Mỗi viên đạn thựcchất là một hạt nano oxyt silic (SiO2) có bọc lớp vàng mỏng và có dính tính chất để khivào cở thể chỉ nhằm đến dính vào các tế bào ung thư Sau đó dùng tia hồng ngoại chiếuvào Tia hồng ngoại là sóng điện từ, dễ xuyên sau vào cơ bắp và gặp vỏ vàng hạt silic thìlàm cho vỏ này nóng lên( tương tự nhưu nung nóng kim loại bằng lò cao tần) phá hoại tếbào mà các hạt nano bám vào tức là chỉ phá hoại tế bào ung thư Những thí nghiệm banđầu cho thấy chiếu hồng ngoại trong vài phút các tế bào ung thư đã bị trừ khử bởi sinhnhiệt sinh ra ở các viên đạn nano

+ Ứng dụng trong các xét nghiệm chẩn đoán bệnh :

Tại rất nhiều quốc gia đang phát

triển, việc thiếu các trang thiết bị xét

nghiệm và điều trị bệnh gây ra rất nhiều

khó khăn cho các bệnh viện

Tập đoàn Micron ics của Mỹ đã

ứng dụng công nghệ nano phát triển một

bộ test có tên gọi DxBox, có tác dụng

như một thiết bị kiểm tra, chỉ có kích cỡ

lớn hơn kích cỡ của một tấm card

Trên bề mặt của DxBox có chứa

thuốc thử ở dạng khô và một hệ thống

các ống dẫn nhỏ tạo từ các phân tử nano

Các bác sĩ có thể tiến hành một thử nghiệm máu đơn giản bằng thiết bị này màkhông cần tới hệ thống giữ lạnh để bảo quản thuốc thử mà có thể phát hiện dịch bệnh sốtrét và dịch tả một cách nhanh chóng, dễ dàng; từ đó các bác sĩ có thể đưa ra pháp đồđiều trị bệnh đạt hiệu quả cao và hạn chế được nguy cơ tử vong cao cho bệnh nhân

+ Ứng dụng trong dẫn truyền thuốc :

Y dược là thị trường lớn nhất tiêu thụ vật liệu nano, các ứng dụng hạt nano để dẫntruyền thuốc ( drug delivery ) đến một vị trí nào đó trên cơ thể là một trong những ví dụ

về ứng dụng của hạt nano Trong ứng dụng này, thuốc được liên kết với hạt nano có tínhchất từ, bằng cách điều khiển từ trường để hạt nano cố định ở một vị trí trong một thờigian đủ dài để thuốc có thể khuyếch tán vào các cơ quan mong muốn

Dẫn truyền thuốc bằng các hạt từ tính đã phát triển từ những năm 1970 Đó là việc sửdụng hạt từ tính như các hạt mang thuốc đến vị trí cần thiết trong cơ thể, giúp thu hẹpphạm vi phân bố của các thuốc trong cơ thể làm giảm tác dụng phụ của thuốc và giảmlượng thuốc điều trị

Hệ thuốc/hạt từ tính tạo ra chất lỏng mang từ tính đưa vào cơ thể thông qua hệ tuầnhoàn Khi các hạt này đi vào mạch máu, người ta dùng một từ tính mạnh để tập trungcác hạt vào một vị trí nào đó trên cơ thể Phương pháp này rất thuận lợi trong điều trị unão vì việc dẫn truyền thuốc vào u não rất khó khăn Nhờ sự trợ giúp của hạt nano, việcdẫn truyền thuốc hiệu quả hơn rất nhiều

Những hạt nano phát quang khi đi vào cơ thể và khu trú, tập trung tại các vùng bệnh, kếthợp với kỹ thuật thu nhận tín hiệu phản xạ quang học giúp con người có thể phát hiệncác mầm bệnh và có biện pháp điều trị kịp thời

Hình : Hạt nano vàng sử dụng trong truyền dẫn thuốc

+ Ứng dụng trong làm sạch môi trường :

Một trong những ứng dụng của công nghệ nano đó là dùng để chế tạo các thiết bị,chẳng hạn như các lưới lọc nước nano với cấu tạo đủ rộng để cho các phân tử nước điqua, song cũng đủ hẹp để ngăn chặn các phân tử chất bẩn gây ô nhiễm

nước, loại bỏ một lượng

lớn chất clo, thuỷ ngân và thậm chí là các phân tử phóng xạ radon trong nước (khả nănglàm sạch thành phần arsenic của phân tử nano từ có thể lên tới 99%), do đó nước đượclọc bằng công nghệ nano còn có thể uống được ngay sau khi lọc Công nghệ nano ứng